Qıcqırma prosesi

İnsanlar çox qədim zamanlardan öz təsərrüfatında bioloji orqanizmlər, o cümlədən mövcudluğunu bilmədikləri mikroorqanizmlərdən istifadə etmişlər. Təcrübədə istifadə olunan ilk mikrobioloji proses qıcqırmadır. Bu, mikrob fermentlərinin təsiri altında üzvi substratda baş verən maddələr mübadiləsi nəticəsində yaranan dəyişiklikdir. Qıcqırma proseslərinin törədiciləri göbələk, bakteriya və mayalardır. Qeyd olunan orqanizmlər nisbətən sadə şəraitdə asan dirçəlir, sürətlə çoxalır və üzvimaddələrin parçalanmasını törədən fermentlər sintez edirlər.Qıcqırma qədim zamanlardan çörək bişirmədə, pivə və şərabçılıqda tətbiq olunmuşdur.

Spirtə qıcqırma.

Şəkərin anaerob şəraitdə mikroorqanizmlər tərəfindən etil spirtinə və karbon qazına çevrilmə prosesinə spirt qıcqırması deyilir. Prosesin biokimyəvi təbiəti 1851-ci ildə Paster tərəfindən öyrənilmişdir. Ondan 20 il sonra C.Lister qatıqdan həmin bakteriyaların təmiz kulturasını ayırmış, onları Str. Lactis adlandırmışdır. Spirtə qıcqırması turş mühitdə (pH-4,0- 4,5) aşağıdakı tənlik üzrə gedir: C6H12O6 = 2C2H5OH + 2CO2 + 25 kkal ist. Spirtə qıcqırmasının əsas törədicisi Saccharomyces cinsinə mənsub olan maya göbələkləridir. Spirtə qıcqırmanı Mucor cinsindən olan kif göbələkləri və Pseudomonas, Lindneri, Sarcina ventrivuli və s. bakteriyalar da apara bilir, lakin bu zaman az spirt əmələ gəlir (5-7%).

Maya göbələkləri şəkərləri qıcqırdarkən çoxlu miqdarda spirt əmələ gətirdiyinə görə bundan çaxırçılıqda, picə istehsalında və s. istifadə edilir. İçkilər istehsalında tətbiq edilən maya göbələklərini əmələ gətirdikləri qıcqırmanın xüsusiyyətinə görə 2 qruppa bölürlər:

  1. Üst qıcqırma əmələ gətirən maya göbələkləri Sacch. serevisae,
  2. alt qıcqırma əmələ gətirən maya göbələkləri Sacch. ellipsoideus.

Üst qıcqırma əmələ gətirən maya göbələkləri qıcqırmanı mühitdə temperatur 20-25°C olduqda intensiv aparır. Belə qıcqırmada qıcqıran mayenin üst səthinə qaz qabarcıqlarının çıxması nəticəsində çoxlu miqdarda köpük toplanmış olur. Bu qaz qabarcıqları mayenin səthinə qalxdlqda özləri ilə bərabər maya hüceyrələrini də mayenin üst səthinə qaldırırlar. Üst qıcqırma əmələ gətirən maya göbələklərindən etil spirti və çörəkbişirmədə geniş istifadə olunur (burada 6%-ə qədər spirt əmələ gəlir). Alt qıcqırma əmələ gətirən maya göbələklərində xüsusən çaxırçılıq və pivə istehsalında istifadə olunur (burada 10%-ə qədər spirt əmələ gəlir). Alt qıcqırma əmələ gətirən maya göbələkləri prosesin gedişində temperaturu 4-10°C-yə qədər yüksəldə bilir.

Burada proses üst qıcqırmaya nisbətən sakit şəraitdə gedir və ona görə də maya hüceyrələri qidalı mühitin alt hissəsində toplanır. Bunu da xüsusi ilə çaxırçılıqda çaxırın şəffav olmasında böyük əhəmiyyəti var. Spirtə qıcqırmanın tənliyi ümumi formadadır. Bütün qıcqırmalar, o cümlədən spirt qıcqırması çoxpilləlidir. Qıcqırmanın birinci mərhələsində piroüzümturşusu (CH3COCOOH), 2-ci mərhələsində sirkə aldehidi əmələ gəlir (CH3CHO). 3-cü mərhələdə isə sirkə aldehidindən etil spirti alınır (C2H5OH). Qələvi mühitdə qıcqırma zamanı isə etil spirti əvəzinə qliserin və sirkə aldehidi əmələ gəlir. Əksər mayalar üçün mühitdə şəkərin qatılığının 10-15% olması əlverişlidir. 10%-dən az miqdar isə qıcqırma üçün əlverişli deyildir, 30-35% qatılıqdakı şəkərlə isə qıcqırma getmir. Bu proses ən tez 30°C-ə yaxın temperaturada gedir. 50°C-də isə qıcqırma dayanır. Spirt, pivə, çaxır, qliserin istehsalı spirt qıcqırmasına əsaslanır. Qıcqırma prosesi zamanı toplanan spirt mayalara zərərli təsir göstərir və çox zaman mühitdə 12- 16% spirt olduqda qıcqırma dayanır. Spirt qıcqırmasının böyük praktik əhəmiyyəti olduğundan onun kimyası, biokimyası və texnologiyası geniş öyrənilmişdir.

Yağ turşusuna qıcqırma.

Bu qıcqırma zamanı şəkərlər anaerob şəraitdə yağ turşusu bakteriyalarının iştirakı ilə parçalanaraq yağ turşusu, karbon qazı və hidrogen əmələ gətirir. Belə parçalanma tipik yağ turşusu qıcqırmasıdır. Prosesin biokimyəvi təbiəti 1851-ci ildə Paster tərəfində aydınlaşdırılmışdır. C6H12O6  C4H8O2 + 2CO2 + 2H2 + 1 kkal.

Əsas məhsullarından əlavə, tipik qıcqırmada yağ turşusu ilə yanaşı digər ikinci dərəcəli məhsullar: butil spirti, aseton, etil spirti və s. alınır. Yağ turşusuna qıcqırma bakteriyaları Clostridium cinsinə aid olan hərəkətli, qram-müsbət çöplərdir (Şəkil ). Yağ turşusu bakteriyalarının inkişafı üçün optimal temperatur 30-40°Cdir. Yağ turşusuna qıcqırma neytral mühit reaksiyasında yaxşı gedir. Əgər qıcqırma turş mühitdə gedirsə, onda butil spirti və aseton toplanır. Bakteriyalar sadə şəkərlərdən başqa, mürəkkəb şəkərləri – dekstrin, nişasta, pektinli maddələr, qliserin və s. parçalaya bilirlər.Yağ turşusuna qıcqırma zamanı alınan yağ turşusu texnikada geniş istifadə olunur. Xoş iyi ilə fərqlənən onun mürəkkəb efirləri aromatik maddələr kimi qənnadı və parfümeriya sənayesində istifadə edilir.

Propion turşusuna qıcqırma.

Bu qıcqırma anaerob propion turşusu bakteriyaları tərəfindən törədilir. Bunlar qısa, hərəkətsiz, spor əmələgətirməyən, qram-müsbət çöplərdir. Onların inkişafı üçün optimal temperatura 30- 35°C-dir. Bu bakteriyalar şəkəri və süd turşusunu asanlıqla qıcqırdaraq onları propion və sirkə turşusuna çevirir və bu proses karbon qazı və suyun əmələ gəlməsi ilə müşaiyət olunur:

3C6H12O6=4CH3CH2COOH+2CH3COOH+2CO2+2H2O+ X kal

Bu qrup bakteriyaların tipik nümayəndəsi – Bact. Acidi propionisi süddə və bərk pendirdə inkişaf edir.

Bəzi propion turşusu bakteriyaları, məsələn, Propionisi bacterium chermani B12 vitaminin alınması üçün istifadə

edilir.

Azotsuz üzvi maddələrin aerob parçalanması. Sirkə və limon turşusu qıcqırması.

Oksidləşmə prosesinə (aerob) mikroorqanizmlərin havanın oksigeninin iştirakı ilə törətdiyi biokimyəvi proseslər daxildir. Əksər aerob mikroorqanizmlər tənəffüs prosesi zamanı üzvi maddələri karbon qazı və suya qədər oksidləşdirirlər. Lakin bəziləri isə onları qismən oksidləşdirir, nəticədə mühitdə tam oksidləşməmiş üzvi birləşmələr toplanır. Bu oksidləşmə məhsulu qıcqırma zamanı əmələ gələnlərə oxşar olduğuna görə, bəzi tam oksidləşməmiş proseslər şərti olaraq oksidləşdirici qıcqırmalar adlanır.

Sirkə turşusuna qıcqırma.

Sirkə turşusu qıcqırması bakteriyaların etil spirtini sirkə turşusuna oksidləşdirməsi

prosesidir ki, bu da aşağıdakı reaksiya üzrə reallaşır:

CH3CH2OH + O2 = CH3COOH + H2O + X kkal enerji.

Belə qıcqırma qədim dövrlərdən məlumdur. Süfrə çaxırı və ya pivə ağzı açıq qaldıqda bir-iki gündən sonra içkinin səthində bozumtul ərp əmələ gəlir. Bu zaman çaxır (pivə) bulanır və turşuyur, yəni çaxır sirkəyə çevrilir. Bu sirkə turşusu bakteriyaları ilə əlaqədardır. Sirkə turşusu qıcqırması zamanı etil spirtinin oksidləşməsi reaksiyası iki mərhələdə gedir. Əvvəlcə sirkə aldehidi əmələ gəlir, sonra isə bu sirkə turşusuna oksidləşir.

2CH3CH2OH + O2 → 2CH3CHO + 2H2O – sirkə aldehidi.

2CH3CHO + O2 → 2CH3COOH – sirkə turşusu.

Sirkə turşusuna qıcqırmanın törədiciləri. Sirkə turşusu bakteriyaları, qram-müsbət, çöpşəkilli, sporəmələgətirməyən, mütləq aerob orqanizmlərdir. Onların arasında hərəkətli və hərəkətsiz bakteriyalar vardır. Onlar turşuya davamlıdır və bəziləri mühitin turşuluğu 3,0 olduqda belə inkişaf edə bilir. Bunlar üçün pH-ın optimal göstəricisi 5,4-6,3-dür. Sirkə turşusu bakteriyaları iki cinsə daxil edilir: Gluconobacterium – polyar qamçılı çöpdür, sirkə turşusunu oksidləşdirə bilmir və Acetobacter – peritrix qamçılıdır, sirkə turşusunu karbon qazı və suya oksidləşdirir. Bu bakteriyalar hüceyrələrinin ölçüsünə, spirtə davamlılığına, mühitdə çox və ya az miqdarda sirkə turşusu əmələgətirmə qabiliyyətinə və digər əlamətlərə görə fərqlənirlər. Məsələn, Acetobacter aceti mühitdə 6% sirkə turşusu, A.aceti.orleanensis – 9,5% sirkə turşusu əmələ gətirir.Bu bakteriyalar 30°C temperaturada, mühitdə 10-12% etil spirti olduqda prosesi daha fəal aparırlar.

Limon turşusuna qıcqırma.

Kif göbələkləri də tənəffüs prosesində çox zaman karbohidratları karbon qazı və suya qədər oksidləşdirir, ona görə də mühitdə tam oksidləşməmiş məhsullar – üzvi turşular (kəhraba, alma, limon və s.) əmələ gəlir. Limon turşusuna qıcqırma kif göbələkləri tərəfindən qlükozanın limon turşusuna oksidləşməsinə deyilir. Belə qabiliyyət bu və ya digər dərəcədə müxtəlif göbələklərdə müşahidə edilir. Lakin bunlar arasında ən məhsuldarı Aspergillus niger göbələyidir. Əvvəllər limon turşusunu tərkibində 7-9% həmin turşu olan limon bitkisinin meyvəsindən alırdılar. Sonralar S.P.Kostıçev və V.S.Butkeviçin tədqiqatları ilə məlum oldu ki, limon turşusunu geniş zavod miqyasında Asp.niger göbələklərinin iştirakı ilə şəkərdən almaq olur. Reaksiya aşağıdakı tənlik üzrə gedir:

2C6H12O6 + 3O2 → 2C6H8O7 + 4H2O + X kkal.

Bunun üçün Asp.niger göbələyi böyük alüminium çənlərdə 30-32°C temperatura, 20% şəkər və 0,3% ammonium nitrat olan mühitdə becərilir. Mühitin üzərində möhkəm göbələk pərdəsi əmələ gələndən sonra, onun altında olan kultural maye süzülüb götürülür, pərdə su ilə tutulur və oraya yenidən 20% şəkər məhlulu (mineral duzsuz) əlavə edilir. Becərmə prosesi 3-4 gün davam edir. Bu zaman götürülən şəkərin 60-65%-i limon turşusuna çevrilir. Şəkər məhlulunun dəyişdirilməsi 2-5 dəfəyə qədər təkrarlana bilər. Əgər alınan turşu vaxtında göbələk pərdəsindən ayrılmazsa, o zaman bu daha sadə məhsullara – oksalat, sirkə turşuları, CO2 və suya parçalanır. Limon istehsalında əsas xammal kimi melassdan istifadə edilir. Onun məhlulunun tərkibində 15%-ə qədər şəkər olur. Limon turşusu qənnadı sənayesində, alkoqolsuz içkilərin, müxtəlif siropların hazırlanmasında, kulinariyada və tibbdə geniş istifadə edilir.

 

YAZAR: Mahizər Əsədzadə

 

Həmçinin bax: https://kafkazh.com/mikrobiologiya-torpagin-mikroflorasi/

Həmçinin bax: https://turaz.org/bu-gun-beynelxalq-ressamlar-gunudur/