Ашу процесіндегі биохимиялық өзгерістері

Ашу процесіндегі биохимиялық өзгерістері

 

Ашу дегеніміз-ол микрооганизм қатысуымен жүретін күрделі  биохимиялық процесс. Ашытқы және бактериялар  қоректік ортада бір заттарды қорек  ретінде пайдаланып оларды 2-ші рет  заттарға айналдырады. Ашытудың бірнеше  түрі бар: сүт қышқылы ашу, спиртті ашу, сірке қышқыл ашу және т.б. Сыра ашыту үшін спирті ашудың мәні бар. Сыра ашытқысы құрамындағы қантты ашытқылар қоректік зат есебінде пайдалып спирт және көмірқышқыл газын бөліп шығады. Спирттін ашу процесін келесідей төмендегі процеспен көрсетуге болады: 
 
С6Н12О6=2СН2СН2ОН+2СО2 
 
Бұл процесс ешқашан таза күйінде жүрмейді. Спиртпен көмірқышқыл газдың түзілуімен қатар глицерин, альдегидтерден янтарь қышқылы түзіледі. Бұл заттар сыраның дәміне және ароматына елеулі әсер етеді. Спирттік ашудың соңғы сатыда пирожүзім қышқылы түзіледі. Ол карбоксилаза ферментінің әсерінен көмірқышқыл газына және ацетон альдегидіне ыдырайды. Содан соң этил спирті қайта құрылады. Қанттың спиртке және көмірқышқыл газына айналуына эндотермиялық процесс болып табылады, себебі процесс барысында жылу бөлінеді. Жылу мөлшері 1 г моль ашытылған қантта 100,48 кДж-ге жуық. Спирттік ашу процесінде оған сыртқы орта әсер етеді, әсіресе сутегі және оттегі иондары концентрациясы болады. Мысалы: ортаның рН сілтілік ортаға он өзгеріс не ацетоальдегидпен байланысты заттарға не онда спирттік ашу сірке қышқылымен глицерин түзу бағытына өзгреді. Ашу кезінде сыра ашытқысының құрамының өзгеруі спиртпен көмірқышқыл газының түзілуіне байланысты. Ашытқы өсуі кезінде жаңа заттар бөлінеді және кейбір заттар концентрациясы азаяды. Бұл процестер сутегі иондары концентрациясы (рН) өзгертеді, сыра ашытқысы қышқылдығын арттырады. Нәтижесінде органикалық қышқылдар түзіледі. Азоттың заттарымен фосфаттың сыра ашытқысы құрамы ашытқысының пайдалануына нәтижеде азаяды. Амин қышқылының концентрациясы өзгеруі ашытқы көбеюіне байланысты, ашытқы көбейген кезде сыра ашытқысы амин қышқылдары азаяды. Ашу кезінде ашытқының өсуі әртүрлі берілген ашытқы көлеміне, құрғақ заттар құрамына және экстрактыны мөлшеріне, сыра ашытқысы еріген бос оттегі мөлшеріне байланысты болады. Ашу процесі үшін ашытқы 4 есе өседі, 0,05л ашытқыны 1 дал сыоа ашытқысын қосқанда, ашытқының өсуі азайту үшін алған. Берілетін бөлігін көбейтеді және ашыту алдында сыра ашытқысы еріген оттегіні бөліп алады.  
Өндірістің миробилогиялық негіздері. Сыра қайнату өндірісі негізіне салаларды өсіру мен сусло дайындау кезінде болатын биохимиялық процесс жатады. Солод пен суслода жүретін биохимиялық процесс солод ферментті әсерімен жүргізіледі. Сусло ашытуда биологиялық процестер микроорганизмның көмегімен спирттік ашытудың қоңдырғышы-сыра ашытқылардың қатысымен іске асады.  
Сыра өндірісінің шикізаты-арпа болып табылады. Арпадан солод дайындайды. Ол үшін арпаны жібітіп, өндіріп, кептіреді. Соның әсерінен дәнде аминолитикалық және протеолитикалық ферменттер пайдаланады. 1-ші крахмалды ашытқы қанттар гидролездейді, ал 2-ші белоктарды амин қышқылына дейін ажыратады. Солодты кептіру кезінде араматты заттар құрылады, өзіне тән иісі және сыраның дәмі бар. Сусланы дайындау үшін майдаланған солодпен сумен араластырады, алынған қоспа, яғни заттарды қыздырады. Бұл үшін солодтағы 75% құрғақ заттар ерітіндіге кетеді. Крахмал қантталады, ал белоктар аминқышқылна дейін ыдырайды. Қантталған заттар майда ұнтақтар бөлінгенше фильтрлейді. Суслоны хмелмен қайнатады, хмельдегі ащы және ароматты заттар суслоға өтеді, ферментті иноктивирлейді, ал белоктар жинақталады. Аминоқышқылдар қантталғанмен бірге мелоноидтер түзеді. Сусло-салқындатып болған соң ашуға жібереді. Ашу кезінде ашытқы ферменттердің әсерімен мальтоза, глюкозаға дейін гидролездейді, ал соңғы ол спиртпен көмірқышқыл газына айналады. Сыра суслоның ашу процесі 2 этаппен-бастапқы ашыту және ашуға дейінгі болып келеді. Бастапқы ашыту бөлімшесінде жабық және ашық 7-10 тәулік бойы жүреді, ал ашуға дейінгі жабық ыдыстанктарда іске асады. Бастапқы ашыту және ашытуға дейінгі процестің температуралы сыраның сортымен өндірісінің сызбасына байланысты. 
Бастыпқы ашу чандарда қанттың үлкен бөлігін бөліп ашытады. Ол үшін келесі температура режимін қолдайды: 5-9°С t°-да салқын ашыту, ал 7-13°С t°-да жылы. Егер ашытуды чанда жүргізсек, үстінде хмель смолалардан, белок дубельді қосып және белок заттарынан тұратын дека түзіледі. Декада ашытқылар мен бөтен микроорганизмдер болады. Ашытуға дейін деканы жою керек. Ашыту кезінде ашытқылар оттекті қажет етпейді, егер жабық сосудосында жүргізеді. Сыраның пісіп жетілуімен сапасы жақсаратының И.Я.Весчелев дәлелдеген. Ашытуға дейін ашытқылар бөлінбейді және жайлап қалған қантты ашытады. Бұл жерде сыра пісіп жетілдіру жүреді, нәтижесінде иісі лак дәмі кіреді. Ашытуды жабық танктарда төмен t° (0-1°С) жүргізіледі. Температураны көтеру сыраны тотығуға әкеп соқтырады. 
Сыраны ашыту кезінде 1,2-1,3 г ашытқы 1 мл суда болуы керек. Ашытқы жетіспесе ашыту процесін ұзартады, ал көп болса-сыраға ашытқы төмен болады. Жетілген сыра-тұрақсыз өнім 7-8 тәуліктен артық шыдамайды. Сыраның тұрақсыздығын жоғарылату үшін 60-70°С температурасы постеризацияға жібереді, ол кезде микроорганизмнің барлық вегетативті түрлері, ашытқы споралары мен зеңдер өледі. Өмірге қабілетті бактерия споралары қалады, спораны 30 тәулік сақтауға болады. Спораны сақтауды ұзарту үшін оған стабилизаторды-протеолитті ферменттейді, аскорбин қышқылдарын, полиамидтерді қосуға болады. Сыра қайнату өндірісін инфляциялайтын микроорганизм үш топқа жатады: ашытқылар, бактериялар және зеңдер. 
Ашытқылар. Сыра қайнату өндірісінде жабайы ашытқылар кездеседі де, сыраға жағымсыз иіс, дәм, қаралау түр береді. Түрліше жабайы ашытқылардың түрлері кездеседі. Мәдени ашытқының, формасы мен спора түзілуі қабілетімен ерекшеленеді.  
Сахарамицес постерианус (Sacharamyces pasteriames) себу ашытқыда жинақталады немесе ұзынша формасы бар 24-28 сағ 1мл спора түзгіштігі тез түзіледі. Сыраға ауадан және ерекше иіс дәм береді. Сыра лайланып қиын мөлдірленеді. 
Саларомицес турбиданс (Sacharamyces turbidans) сопақша клетка тәрізді формаға не ашытқылар спорадағы 20-22 сағ кейін түзеді: сыраға аудан беріледі: оның дәммен қатты лайлануына әкеп соқтырады. 
Сыраның бұзылуын сахарамицес вилионус және гонзенил спора апикулянт тұнба мен жағымсыз иіс шығарады. Ең қауіпті пленчатты ашытқылар-кондида микодерма, сыра ашытқы мен сыраның үстіңгі қабаты түзіліп, ауа берілгенде кленкалар түзеді. 
Бактериялар. Сыра мен сыра ашытқыда (сусло) бактериялардың келесідей топтары кездеседі, сүт қышқыл бактериялар сыраның тотығуына әкеп соғады. Олар ашытқыларда чандарда, құбырларда инфицирлейді. Әсіресе мына бактериялар қауіпті. 
Лактобактериум пастерианум-өте жұқа, ұзын таяқшалар, ауадан беріледі, себілетін ашытқыларды аппаратқа инфицирлейді. Сыраны ашыту мен лайлануға әкеп соқтырады. 
Сіркеқышқыл бактериялар-бұлар қозғалмайтын ұсақ таяқшалар, моншақ тәрізді жалғанған. Грам бойынша боялмаған, споралар түзбейді. Спиртті сірке қышқылға дейін тотықтырады. Сыра мен сыра ашытқы (сусло) бетінде пленка түзеді, оларды тотығуға шақырады. Химиялық антисептикалық әсеріне тұрақты.  
Педиококки немесе сыра сорциндер сыра өндірісінде өте қауіпті зиян келтіреді. Олар коккилер 2,4 моншақтармен жалғасқан. Спора түзбейді, грамды, аноэробты. Қыздыруды 80-90°С температурады көтереді, ал төмен температураны 4-6°С. Педиококкалар себілген ашытқыларды инфицирлеп, сыраны сорцинды ауруға шалдықтырады. Сыра лайланып, ұсақ дәнді тұнба түзіледі. Олармен күресуде технологиялық режимді қатаң сақтап, себілген ашытқыларды және өндірісте санитарлы бақылауды сақтау қажет. 
 
1.4 Ашытқыға сипаттама 
 
Ашытқы саңырауқұлақтары - бір клеткалы қозғалмайтын және бактериялардан шамамен алғанда он еседей ірі микроорганизмдер . Табиғатта бұлар кең тараған. Жасуша пішіні әр түрлі: дөңгелек сопақша және таяқша тәрізді болады. Ашықты саңырауқұлақтары клеткасының мөлшері 8-10 микронға тең.  
Оларда қозғалу органеллалары болмайды. Клетка сыртында қабығы бар. Цитоплазмада ядро, вакуоля және басқа да (май, гликоген,волютин) заттар кездеседі. Ашытқы саңырауқұлақтарын адам баласы қолдан өсіріп, өз шаруашылығында пайдаланады. Ал, табиғатта жабайы ашытқы саңырауқұлақтар да болады. Олар ауыл шаруашылық өнімдерін зақымдап едәуір зиянын тигізеді. Ашытқы саңырауқұлақтарының адам баласына пайда келтіретін түрлерін біз мәдени ашытқы саңырауқұлақтар деп атаймыз. Ашытқы саңырауқұлақтар өнеркәсіпте кең қолданылады. Олар қантты ашытып, көмір қышқыл газы мен спирт түзеді. Олрдың бұл қасиеті нан өндірісінде және спирт өндіруде, түрлі шараптарды, сыраларды, сүт тағамдарын даярлауда қолданылады. 
Ашытқы саңырауқұлақтарында белок және витаминдер (В, Д, Е) көп болады, сондықтан оларды қазір тамақ және мал азықтық мақсатқа кеңінен қолданалады. 
Ашытқы саңырауқұлақтары көбінесе бүршіктену арқылы көбейеді. Бұлар спора түзу және жай бөліну арқылы сирек көбейеді. Олардың кейбір түрлері жыныстық жолмен көбейеді. 
Бүршіктеніп көбейгенде, алдымен аналық клеткадан төмпешік пайда болады да, кейінен ол үлкейіп бүршікке айналады. Бұдан кейін жас клетка аналық отрганизмнен мүлдем бөлініп кетеді. Қолайлы жағдайда бүршіктену екі сағатқа созылады. Углевод пен азотты коректік затқа бай ортада ашытқы саңырауқұлағының бүршіктенуін жай биологиялық микроскоптармен де көруге болады. 
Спорамен көбею оларда жынысты және жыныссыз жолдармен жүреді. Ашытқы саңырауқұлақтары клеткасындағы споралардың саны екіден он екіге дейін барады. Жыныссыз жолмен спора пайда болғанда вегетативтік клеткалар ұсақ бөлшектерге бөлінеді де олардың әрқайсысының сыртында қабық пайда болады. Ал жыныстық жолмен спора пайда болған екі клетка қосылады да сыртында қабық пайда болады. Споралардың пішіні дөңгелек немесе сопақша болып келеді. 
Ашытқы саңырауқұлақтардың систематикасы көбейю тәсілдері мен физиологиялық қасиеттеріне негізделген. Олар екі тұқымдасқа бөлінеді сахаромицеттер және сахаромицет еместер. 
Сахаромицеттер. Бұларға мәдени ашытқы саңырауқұлақтар жатады. Олар бүршіктену және споралар түзу арқылы көбейеді. Сондықтан бұларды нағыз ашытқы саңырауқұлақтар деп атайды. Мәдени ашытқы саңырауқұлақтары жатады. 
Өндірісте, әсіресе олардың сахаромицес церевидзе және сахаромицес эллипсойдеус деген түрлері маңызы зор. 
Сахаромицес церевизде клеткасы шар немесе жұмыртқа тәрізді. Олар шарап спиртін алу үшін, сыра қыйнатуда және нан ашытуда қолданылады. Бұлардың белгілі бір температурада және жағдайларда тіршілік ететін жеке топтары – расалары бар. 
Ал сахаромицес эллипсойдеустің клеткасы эллипс тәрізді, шарап өнеркәсібінде қолданылады, олардың кейбір расалары шараптағы хош иісті түзуге тікелей қатысады. 
Сахаромицет емес ашытқы саңырауқұлақтар негізінен жалған ашытқы саңырауқұлақтар. Олай аталатын себебі: ашытқы саңырауқұлақтарының спора түзуге қабілеті болмайды бүршіктену арқылы ғана көбейе алады. Бұлардың көпшілігі әр түрлі өндірістердегі өнімдерді зақымдайды. Дегенмен олардың ішінде шаруашылық үшін маңызды туыстары бар. Олар: торула және микодерма. Торула туысына жататын ашытқы саңырауқұлақтар шар тәрізді келеді және ашыту процесі барысында азғана мөлшерде спирт түзеді. Торула кефир деп аталатын өкілі қымыз және кефир сияқты сүт тағамдарын даярлауда пайдалынады, ал торула утилис – тағамдық және мал азықтық ашытқы саңырауқұлақтардың клеткасы ұзынша. Олар спирт түзе алмайды. Бірақ ортадағы бар спиртті және органикалық қышқылдарды су мен көмір қышқыл газына дейін тотықтыра алады. 
Құрамында спирті бар ішімдіктердің бетіне қонса,микодерма қатпарланған пленка түзедіде, оның місі мен дәмін бұза бастайды. Сонымен қатар микодерма сүт тағамдарын тұздалған овощтарды бүлдіріп, сірке және нан ашытқы саңырауқұлақтарын жасайтын өндірістерге өте зиянын тигізеді.  
Ашытқылар негізінен бүршіктену жолымен көбейеді. Ал спора түзу және жай бөліну арқылы көбейу оларда өте сирек кездеседі. Кейбір ашытқыларда жыныстық жолмен көбею де байқалады.  
Бүршіктенген кезде өскен клеткалардың беткі жағында бүршік, яғни төмпешік пайда болады да, ол біртіндеп ұлғайады. Аналық бүршікке осы клеткадан ядро мен цитоплазманың бір бөлігі ауысады. Одан соң бүршік бөліктеніп, жекеше тіршілік етеді. Мұндай бүршіктердің кейбіреулері аналық клеткалрдан ажырамай, бірге тіршілік етіп, ашытқылардың үлкен бір колониясын құрады.  
Ашытқыда әдетте спора жыныссыз жолмен көбейгенде және орада қоректік заттар тапшы болғанда түзіледі. Егер ашытқы үнемі ауыстырылып отыратын қоректік заттарға бай ореада өсірілсе, олар бүршіктеніп көбейіп, спора түзбейді. Мұның бір тамшысы қоректік заттарға кедей ортаға көшірсе бодғаны, спора түзілеу процесі жүре бастайды. Бір ашытқы клеткасы 2-4 ал кейде 8-12 спора түзе алады. 
Споралары дөңгелекше және сопақша болады. Ашытқы споралары қолайсыз жағдайларға төзімді келеді. Бірақ бацилла спораларына қорағанда төзімсіздеу. Ашытқыдағы спора түзілеу процесі – көбею процесі болып саналады. Қолайлы ореада, яғни глюкоза, фруктоза, манноза қанттары бар жерде споралар да тез өсіп, вегетативтік клеткаға айналады.  
Ашытқыда жыныстық жолмен көбею, яғни копуляция құбылысы да байқалады. Екі клетка жанасқан кезде аралық қабықша ериді де, түзілген тесіктен цитоплазма мен ядро араласады. Бұдан соң ядро бөліне бастайды. Жаңа ядролар сыртында цитоплазма және қабықша пайда болады. Егер шамасы бірдей екі клетка қосылса, онда копуляция процесін - изогамия деп, егер шамасы әр түрлі болса - гетерогамия деп атайды. 
Кейбір ашытқылар бактериялар сияқты жай бөліну жолымен көбейеді. Бұлай көбею шизосахаромицес тұқымдастарындагы ашытқыларға тән. Ашытқыларды классифилациялау олардың бегетативтік көбеюіне, спора түзуіне және басқа бір қаттар физиологиялық белгілеріне негізделген.  
Олардың ертеден келе жатқан классификациясында нағыз және жалған ашытқы деп бөледі. Нағыз ашытқылар бүршіктену жолымен көбейеді және олар спора түзеді. Ал жалған ашытқыар көбейгенде тек қана бүршіктенеді. Спора түзе алмайды. Кейбір зертеушілер жалған ашытқыларды жетілмеген саңырауқұлақтарға жатқызады. Нағыз ашытқы қалталы саңырауіқұлақтарға жатады, жалпы оларды бір тұқымдастарға, яғни сахаромицеттерге жатқызады. Ал жалған ашытқы сахаромицет еместерге жатады.  
1. Saeharomyces тұрымдасы бүршіктену жолымен көбейеді. Кейбіреулері даму кездерінде аскоспоралар түзеді.  
2. Shizocacnaromyces тұқымдасы, бұған жататын ашытқылардың клеткалары таяқша тәрізді, бөліну жолымен көбейеді. Қолайсыз жағдайда 4, ал кейде 8 спора түзеді. Кейбір өкілдері өздігінен ашыған жеміс-жидек шырындарында кездеседі. Спирт ашу процесінде қоздыра алады олардың кейбіреулері сыра жасауда қолданылады. 
Сахаромицетация тұқымдасының клетка пішінін лимон сияқты. Клеткалары көбейгенде бүршіктенеді қолайсыз жағдайда спора түзеді. Бұған сахаромицес церевидзе жатады. Ол спирт, сыра, шарап және нан өндірісінле кеңінен қолданылады. Олар орташа температурасы 18-300 градус жылыда жақсы өніп - өседі.  
Аскомицеттер класынан спора түзу қабілетінен ашырылған топтары да кездеседі. Бұлардың ішінде торула және кандида топтары тамақ өнеркәсібінде зор зиянын тигізеді. 
Ал торилопсис туысына жататын ашытқылардың ішінде кейде тағамдық және мал азығындық мақсатта қолданатын топтары бар. Мәселен, торулопеис утилис мал азығынна қолданылса, торулопеис айран мен қымыз дайындауға кеңінен пайдаланылады.  
Ал кандида туысына жататын дөңгелек, сопақша пішінді ашытқылар спирт ашыту процесіне қатыспайды. Көбінесе олар тұздалған, ашытылған көкөніс бетінде көптеп өсіп-өнеді. Заводтардың түрлі ыдыстарында жаппай өскенде, ол орасан зор зиян келтіреді.  
Микодерма туысына жататын ашытқылар клеткасы ұзынша , спирт тазе алмайды. Бірақ ортадағы бір спиртті, органикалық қышқылдарды су мен көмір қышқыл газына дейін тотықтыра алады.  
Құрамынла спирті бар ішімдіктердің бетіне қонса, микодерма қатпарланған жарғақша түзеді, оның исі мен дәмін бұза бастайды. Сонымен қатар, микодерма сүт тағамдарын, тұздалған көкөністі бүлдіреді, сірке қышқылы өндірісіне және нан өндірісіне зор зиянын тигізеді. Ашытқы саңырауқұлақтарына родоторула жатады. Ол ортада қызғылт пигмент түзеді және кейбір тағамдық заттарды бүлдіреді. 
Ашытқылардың биомассасының жиналуы және көбеюі. 
Әлемде ашытқылардың ашуы мен демалу процесінің энергетикалық түрлі ұсынылған, осыған байланысты синтез процессінің жасушанның өзінің денесін құруға жіберілеттін синтез процессін қарастырған жөн қоректік ортада ашытқы массасының жиналуы ашытқы жасушасында жүріп жатқан ашытқының ашуы және демалуының интенсивтілігін аэрация интенсивтілігіне байланысты және синтез процессінің жылдамдығымен сипатталады. 
Көбінесе ашу процессі дем алу қабілетіне ие болған кезде аэрация шарттында ашытқыны өсіруге болады. 
Ашытқы классификацисы 
Метобализміне және генетикалық қассиеттеріне негізделеолардың бірнеше классификацисы бар.Классификация кезніде клеткалардың углеводқа қатынасын немесе витаминдерге қажеттілігін, өсу факторын және спораларын ескеру қажет. Ашытқылар Ascomycetes класына,Endomycetales қатарына Saccharomyctacea отбасына, Saccharomeces тегінежатады.Ол 41 ашытқы түрін біріктіреді.

 

 

 

 

 

Спирттік ашу процесі. Ашытқы саңырауқұлақтардың көмегімен  қантты заттарды; спиртке және кәмір қышқыл газына айналуын спирттік ашу процесі деп атайды. Ол мына темендегі реакцияға сай жүреді.

 

Мұндағы АДФ  деп отырғанымыз аденозин дифосфорлы қышқыл, ал АТФ — аденозин три  фосфор қышқылы. Бұл қосылыстар —  энергияға бай химиялық заттар. Ашу  процесі барысында осы заттардың көмегімен ашытқы саңырауқұлақтар энергия алып, бұл процесті әрі қарай жүргізіп отырады.

Негізінен спирттік ашу процесіне сахаромицет тобына жататын ашытқы саңырауқұлақтар  қатынасады. Мұнда этил спирті мен  көмір қышқыл газынан басқа да қосымша заттар түзіледі. Оларға: сірке альдегиді, глицерин, сірке және янтарь қышқылдары, сивуш майлары жатады. Сивуш майларының түзілуі ортадағы амин қыш-қылдарының ыдырауына байланысты. Амин қышқылдарынан пайда болған аммиакпен ашытқы саңырауқүлақтар қоректенеді де ортада сивуш майлары жинала береді. Ашытқы саңырауқүлақтар-мен катар, кейбір мукор тобына жататын зең саңырауқүлақтар мен бактерияларда спирттік ашу процесін жүргізеді. Алайда олардың әрекетіңен пайда болған спирт мөлшері, ашытқы саңырауқүлақтарды қолданғандағыға қарағанда, анағұрлым аз болады.

Ашытқы саңырауқүлақтар  ашудың жағдайларына байланысты ортада әр түрлі заттар түзеді. Олардың  ішінде басым көпшілігі этил спирті мен көмір қышқыл газы болады, кейде  глицерин мен сірке қышқылы кездеседі. Ашытқы саңырауқүлақтар кез келген қанттарды ашытпай, тек моносахаридтер мен дисахаридтерді ғана ашытады. Полисахаридтерді, мәселен крахмалды, олар ашыта алмайды. Мүның себебі: ашытқы саңырауқүлақтарда амилаза ферменті болмайды. Сондықтан крахмалды өндірісте алдын ала түрлі ферменттер көмегімен моно және дисахаридтерге дейін ажы-ратып алады. Ал ашытқы саңырауқүлақтар клеткасында болатын мальтаза ферменті дисахарид мальтозаны глюкозаға айналдырады. Глюкозадан зимаза ферменттерінің көмегімен ашытқы саңырауқү-лақтар спирт пен көмір қышқыл газын түзеді. Бұл процесті мьша-дай схемамен көрсетуге болады.

Крахмал+ амилаза  ферменттері ->мальтоза қанты мальтаза ферменті-^ глюкоза; глюкоза қанты + зимаза ферменттері -> этил спирті және көмір қышқыл газы.

Спирттік ашу процесінің табиғаты терең зерттелді. Бүған көп еңбек сіңірген және бірқатар жаңалықтар қосқан орыс оқымысты-лары Л. А. Иванов, С. П. Костычев, А. Н. Лебедев, А. Н. Бах, В. И. Палладин, В. А. Энгельгард, шетел ғалымдары Нейберг, Мейергоф, Гарден, Эмбденді атап өткен жөн. Осы ғалымдардың еңбектерінің арқасында спирттік ашу процесініқ ішкі сыры, басқаша айтқанда, химиясы төмендегіше болатыны анықталды.* Бұл процестің бірінші сатысында глюкоза қанты фосфор қышқылымен қосылып, глюкозофосфат эфиріне айналады. Бүл реакцияға ашыт-қы саңырауқұлақтар клеткаларында кездесетін АТФ қатынасады. Бүл қосылыс өзінен фосфор қышқылын бөліп қантқа береді, соның нәтижесінде АДФ-ға айналады. Осы жағдайда өтетін бірнеше ре-акциялардың нәтижесінде глюкоза фруктоза қантына айналады. Бұл реакциялар барысында глюкофосфатизомераза, фосфофрукто-киназа ферменттері қатысады. Пайда болған соңғы фруктоза моле-куласы құрамында — әуелі бір, соңынан екінші фосфор қышқылы қосылады.

Реакцияның  осы сатысына дейін қант молекуласы бүзылмастан, тұтас күйінде, тек активті жағдайда болады. Бұдан кейін дифосфорлы фруктоза қанты альдолаза ферментінің көмегімен екіге бөлінеді.

Сөйтіп, фосфоглицериндік альдегид және фосфодиоксиацетон деген  екі зат пайда болады. Бүдан  кейін изомераза ферментінің  әсерінен фосфодиоксиацетон әрдайым фосфоглицериндік альдегидке айналып отырады. Бұл төмендегіше жүреді:

Б.ұдан кейін 3-фосфоглицериндік альдегид триозофосфатдеги-дрогеназа (Н5 — ферменті) ферментінің қатысуымен минералдық фосфор қышқылымен реакцияға  түседі. Осының нәтижесінде пайда болған өнімдер дегидрогеназа ферментінің әсерінен тотығып, яғни екі атом сутегін бөліп шығарып, төмендегі ретпен 1,3-дифосфоглицерин қышқылына айналады.

Бүдан әрі соңғы  өнім дифосфорлық глицерин қышкылының бір фосфоры АДФ-ке көшіп, ол АТФ түріне айналады.* Дифосфорлық глицерин қышқылы бір фосфорын жоғалтып, нәтижесінде 3-фосфо-глицерин қышқылына айналады. Сонымен қатар фосфор қышқы-лының қалдығы орын ауыстырады, ол 3-ші көміртегі атомының жанынан көшіп, екінші қатардағы көміртегі атомына барып жалға-сады. Сөйтіп, 2-фосфоглицерин қышқылы фосфопируват-гидротаза ферментінің әсерінең, су молекуласын бөліп шығару арқылы, алғаш фосфоэнолпирожүзім қышқылына, соңында пирожүзім қышқылына

Пирожүзім қышқылының енольдык, түр» айналады. Бұны төмендегі формулалардан көруге болады:Бұл өнім, яғни пирожүзім қышқылының енольдық түрі — тұрақсыз, кәп ұзамай ол өз бетімен пирожүзім қышқылының түрақты түріне айналады.

Сөйтіп, спирттік ашу немесе анаэробтық тыныс алу  процесінде жабайы қанттың бір молекуласынан пирожүзімнің екі молекуласы пайда болады. Осымен қатар басқа да аса қажетті аралық өнімдер және қуатқа бай АТФ молекуласы да түзіледі.

Реакцияның  соңында пайда болған пирожүзім  кышқылы, организмнің ерекшелігіне, клетканың жағдайына байланысты әр түрлі өзгеріске ұшырайды. Мысалы, ашытқы клеткаларында анаэробтық жағдайда пирожүзім қышқылы декарбоксилаза ферментінің әсерінен сірке альдегиді мен көмір қышқыл газына айналады.

Бұдан әрі сірке альдегиді  алкагольдегидрогеназа ферментінің  әсе-рінен (НАД—Н2) тотықсыздану реакциясы арқылы этил спиртіне айналады:

СН3|►СН3С=ОНАД—Н2|+НАД|алькагольдегидрогеназаСНг  НИ этилспирті ұт қышқылы ашу немесе жануарлар бұлшық етінде жүретін  гликолиз процесінде, оттегінің тапшылығынан, пирожүзім қышқы-лы лактатдегидрогеназа  ферменті әсерінен екі атом сутегін қосып алып, төмендегі, реакция арқылы сүт қышқылына айналады.

сн3сн3 С-0 +НАД = Н2> СНӨН+НАДI(Лактатдеидрогеназы)1соонсоон

пирожүзім сүт қышқылықышқылы.

Аэробтық, яғни оттегі мол  болғанда пирожүзім қышқылы, тыныс  алу процесінде түгелдей тотығып, су және көмір қышқыл газына айналады:

СНзСОСООН+5О-^ЗСО2 + 2Н2О

Спирттік ашу процесінің тұрмыста үлкен маңызы бар, ейткені  оның нәтижесінде тамақ өндірісі, адамға керекті әр түрлі арақшарап  ішімдіктері даярланады. Жүзім шырынынан  — шарап, коньяк жасалады, қамыс қантынан — ром, арақ; крахмалға бай дәндерден (арпа, жүгері, бидай) —сыра, квас, виски, аракі; күріш пен тарыдан — сака деген шарап, боза, кәже және тағы басқаларды даярлайды.

Ашу процесі дүрыс жүру үшін, көптеген жағдайлар — қант концентрациясы, орта қышқылдығы (рН), температура және жиналған спирт мөлшері керек. Ашытуға алынған қанттың концентрациясы 15%-тей болу керек. Қант мөлшері бүдан артық болса, ашытқы саңырауқүлақтардың тіршілік ету қабілеті темендейді. Кейде ортадағы қант 60% болғанда да ашыта алатын ашытқы саңырауқүлақтары болады. Ашу процесі орта қышқылдығы (рН) 4,0 немесе 4,5-ке тең болғанда қалыпты жүреді.

Ашу процесі барысында  ортада жиналған спирт аса көп  болса, ашытқы саңырауқүлақтарына қолайсыз әсер етеді. Орта көлемінің 15%-дей мөлшерінде спирт жиналғанда ашу процесі тоқталады. Бірақ соңғы жылдардағы зерттеулерге қарағанда ортадағы спирттің концентрациясы 20—25%-тей болғанда да тіршілік ететін ашытқы саңырауқүлақтардың бар екені анықталды.

Орта реакциясы сілтілі  болғанда спирт орнына ортада глицерин мен сірке қышқылы түзіледі.

Ашудын, ең қолайлы температурасы +28—32°. Температура + 50°-қа дейін жоғарылағанда  ашу тоқталады. Ал төменгі температурада  ашу процесінің қарқыны баяулайды, бірақ мүлде тоқтап калмайды.

Спирттік ашу процесі әдетте анаэробты жағдайда жақсы жүреді. Сонымен қатар ауаны жеткілікті мөлшерде жібергенде ашытқы саңырауқұлақтардың саны тез өсетіні белгілі. Сондықтан нан ашытқы саңырауқұлақтарды өсіргеыде ыдысқа дамылсыз ауа енгізіп отырады.

Осыған байланысты беттік және түптік ашу деп бөлінеді. Беттік ашу процесі +14—24°-та жақсы жүреді. Мұнда ортадан көп мөл-шерде газ бөлінеді. Беттік ашу көбінесе шарап жасауда және нан өндірісінде қолданылады. Ашу процесі толық аяқталғаннан кейін ашытқы саңырауқұлақтар сүйық түбіне түнып қалады.

Түптік ашу төменірек  температурада ( + 5—10°) жүреді және оның қарқыны да баяулайды, ашытқы саңырауқүлақтар  сүйықтың түбінде көбейіп тұнып  қалып, көмір қышқыл газы сыртқа бөлініп  отырады. Түптік ашу процесі сыра кайнатуда кең қолданылады.

Жалпы спирттік ашу процесінің шарап, сыра, түрлі сүт тағамдарын жасауда зор маңызы бар. Қазіргі  кезде ол глицерин өндіруде кеңінен  қолданылып отыр. Ол үшін ішінде ашытқы саңырауқұлақтары бар қоректік ортаға күкірт қышқылының түздарын қосса, олар сірке альдегидіміен реакцияға түсіп, соның нәтижесінде таза глицерин пайда болады. Бүл тәсілдің техникалық маңызы бар.

Спирт өндірудегі басты шарт — ортадағы қанттарды ашытқы саңырауқүлақтардың толық пайдалануын қамтамасыз ету. Содан кейін спиртті айдау  арқылы тазарту керек.

Спиртті өндіру үшін шикі зат  ретінде астық тұкымдастардың дәндері, картоп, сірне, сульфат сақары, сүрек  қанты тағы басқалар колданылады. Қолданылатын шикі заттар түрлі болғандықтан спирт  өндіру технологиясы да соған сәйкес 9йымдастырылады. Қазір біздің өнеркәсібіміздің алдында спирт өндіру үшін жұмсалатын тамақтық заттардың орнына мұнай қүрамынан алынатын химиялық өнімдерді және түрлі табиғи газдарды пайдалану мәсе-лесі түр. Бұл тағамдық маңызы бар көптеген өнімдерді үнемдеуге себепші болады. Сыра қайнатқандағы сияқты, спирт өндіруде де алдымен крахмалды жай қантқа ажыратып алу керек. Бүл үшін солод, яғни алдын ала жылы жерде өсірілген арпа дәндері алынады. Солодта крахмалды жай қантқа оңай ажырататын амилаза ферменті бар. Қазіргі кезде солодтың орнына қүрамында амилаза ферменті бар микроскоптық саңырауқүлақтар қолданылып жүр. Жалпы қолданылатын солод мөлшері қантқа ажыратылатын шикі заттың мөлшеріне шаққанда 5—10% шамасында болғаны жөн. Бүл процесс 4-60° температурада жақсы жүреді. Осындай қанты мол (25—30%) сүйықты затор деп атайды. Оған ашытқы саңы-рауқүлақтардың күшті топтарын қолданады. Ал егер спирт өндіру үшін сірне алынса, оны қүрамындағы қанттың концентрациясы 15—16%-ке жеткенге дейін сүйылтады. Ащытқы саңырауқүлақтар-дың өсіп дамуын жақсарту үшін оғанДздаған мөлшерде фосфор қышқыл аммониды не^су^рфосфатты/крсады, бүдан 8—10% спирт алынады.ІМ. һАғаш сүрегін лигненнен ажырату барысыңда алынған сульфит сақары спирт өндіруге де пайдаланылады. Оның қүрамында 1— 5%-ке дейін қаңт болады. Әдетте сульфит сақарыньщ реакциясы сілтілі болып келеді. Ашытқы саңырауқүлақтарды өсіру үшін оған қышқыл қүйып нейтралдайды да суперфосфат немесе аммоний сульфатын ‘қосады. Спирт өндіруде оңай өніп-өсетін беттік ашытқы саңырауқүлақтарды қолданады. Қазір ашу процесі жүретін барлық өндірістерде микроорганизмдер «таза» күйінде, яғни басқа микро организмдердің қоспасынсыз қолданылады. Бүл өндірістің өнімділігін арттырады.

Шарап өндіру ертеде үзақ жылдар бойына кездейсоқ ашытқы саңырауқүлақтардың көмегімен жүргізіліп келді. Кейіннен «таза» ашыткы саңырауқүлақтарды қолданудың нәтижесінде шарап өнімдерінің сапасы жақсарды. Сыра қайнатуда да «таза» ашытқы саңырауқұлақтар алынады. Сонымен қатар нан ашытуда да тез өсіпдамитын қуатты ашытқы саңырауқұлақтарды қолданады. Олар-дың тіршілік әрекеті нәтижесінде түзілетін газ пісірілетін нанды кеуектеп кетеді. Сонымен қатар спирт, шарап, сыра өндірістерінде орасан зор зиянын тигізетін микроорганизмдер де бар. Өндірістерде қолданылатын технологиялық ережелер бүл микроорганизмдер тіршілігін жоюға бағытталған негізгі шаралар болып табылады.