Орлеанский способ получения уксуса

УКСУС. ЧТО ЭТО ТАКОЕ И КАК ЕГО ДЕЛАЮТ

Кандидат биологических наук Н. КУСТОВА

Начнем с того, что главным компонентом пищевого уксуса является уксусная кислота. Получать ее можно двумя способами: химическим — из продуктов сухой перегонки древесины и микробиологическим — в результате уксуснокислого брожения спиртосодержащих жидкостей, таких, как виноградное вино, сидр, пивное сусло, забродившие мед и соки различных фруктов или водный раствор этилового спирта (С 2 Н 5 ОН). В таких жидкостях окисление этанола до уксусной кислоты проводят в большинстве случаев уксусные бактерии Acetobacter aceti. В результате в готовом продукте оказывается не только кислота, но и небольшое количество сложных эфиров, альдегидов и других органических соединений. Именно благодаря этим веществам пищевой уксус обретает присущий ему особый вкус и приятный аромат. Разведенная же водой уксусная кислота, полученная химическим путем, лишена таких качеств. Считается, что в пищевой промышленности и в быту лучше использовать уксус, изготовленный биохимическим способом.

Технология производства уксуса имеет интересную и сложную историю. Еще в первом тысячелетии до новой эры виноделы заметили, что, если вино оставить в открытом сосуде, оно через некоторое время прокисает и превращается в уксус. Этим наблюдением и пользовались долгое время, не вдаваясь особенно в суть того, что происходит при этом с продуктом.

Один из самых «древних» способов производства уксуса принято называть орлеанским. В деревянные бочки особой формы, расположенные в утепленном помещении в несколько рядов одна над другой, в начале процесса заливают 10-12 л готового нефильтрованного уксуса. Эта порция — своего рода закваска, ведь в нефильтрованном уксусе содержится достаточно большое количество бактерий. К уксусу приливают примерно 10 л профильтрованного вина. Через восемь дней, если процесс идет нормально, доливают еще 10 л, и так до тех пор, пока бочка не заполнится до половины объема. После этого около 40 л готового продукта сливают, а к оставшемуся — вновь добавляют фильтрованное вино, и цикл повторяется. Весь цикл занимает от недели до месяца, зато продукт обладает таким высоким качеством, что этот неэффективный способ до сих пор применяется в винодельческих районах Франции.

Наряду с орлеанским способом существовал метод, описанный немецким ученым Бургавом (Boerhave) в 1732 году. Сейчас эта технология известна под названием «метод Шуценбаха». Суть его в том, что спиртосодержащую жидкость (в описании Бургава упоминается раствор хлебного спирта) пропускали сверху вниз через объем, заполненный тщательно вымоченными в уксусе крупными буковыми стружками. Эта технология оказалась значительно более производительной, чем орлеанский способ, и во всем мире она используется до сих пор.

И все же до работ Пастера в середине XVIII века не было понятно, за счет чего вино превращается в уксус. Пастер в большой статье «Исследование свойств уксуса» («Etude sur le vinaegre») показал, что стерильный раствор спирта в воде на открытом воздухе практически не окисляется, а образование уксусной кислоты происходит благодаря работе уксусных бактерий. И для того, чтобы спирт окислялся эффективно, в жидкости необходимо создать оптимальные условия для их развития. Оказалось, что лучше всего эти микроорганизмы чувствуют себя при температуре около 30 о С и при концентрации спирта, не превышающей 12-14%. Дальнейшие (уже современные) исследования показали, что максимальная скорость роста А.aceti достигается при более низкой концентрации спирта. Характерной особенностью этих бактерий является и высокая потребность в кислороде. Долгое время считалось, что из-за сравнительно низкой растворимости кислорода в воде (и в растворе этилового спирта тоже) бактерии могут развиваться только на поверхности жидкости или в ее тонкой пленке. Это не противоречило и имевшемуся к тому времени промышленному опыту. При орлеанском методе бактерии развиваются в основном в верхнем слое жидкости в виде слизистой пленки, а при методе Шуценбаха жидкость стекает тонким слоем по поверхности стружек (рис. 1). Производительность аппаратуры, что по одному, что по другому способу, обычно составляет от 2 до 8 кг 100%-ной уксусной кислоты с 1 м 3 объема аппарата в сутки.

Основным аппаратом, в котором получают уксусную кислоту по методу Шуценбаха, является деревянный чан конической формы. На расстоянии 200-300 мм от основного днища в нем устанавливают горизонтальную перфорированную перегородку. Верхняя часть аппарата на 2/3 заполняется стружками, которые орошаются питательной для бактерий средой, содержащей некоторое количество уксусной кислоты (чаще всего это 6%-ный раствор), этиловый спирт (3-4%) и небольшое количество аммонийных и фосфатных солей. По мере протекания раствора бактерии, закрепившиеся, или, как теперь принято говорить, иммобилизованные на стружках, окисляют спирт в уксусную кислоту. В нижней части аппарата скапливается готовая продукция — 9%-ный уксус. В процессе окисления выделяется тепло, которое повышает температуру внутри аппарата до 30-35 о С. В результате разницы температур создается естественная и довольно интенсивная конвекция. Воздух поступает в патрубки под ложным днищем, проходит через аппарат и выходит в верхней его части. Так сама собой осуществляется аэрация, необходимая для работающих бактерий.

Несколько слов стоит сказать о стружках. Это не просто отходы от обработки древесины. Для загрузки в аппараты подходят только буковые стружки, закрученные в рулон диаметром от 2 до 5 см и высотой от 3 до 6 см. Серьезные требования предъявляются и к древесине. Она должна быть совершенно лишена любых видов гнили. Словом, стружки для уксусного производства — вещь совсем не дешевая.

В аппарат Шуценбаха загружается 1-1,5 м 3 стружек. На одном предприятии работают десятки таких аппаратов. Производительность аппаратуры при работе по данному способу низка и составляет не более 1,5 кг уксусной кислоты на 1 м 3 стружек в сутки (в пересчете на 100%-ную уксусную кислоту). При этом выход уксуса (от теоретически возможного при использовании исходного количества этилового спирта) не превышает 75%. Процесс ведется непрерывно, десятилетиями, без смены бактерий и стружки. Высокая кислотность заливаемого в аппарат раствора необходима для того, чтобы другие бактерии не могли «заселить» аппарат и испортить таким образом продукт. Это дает возможность вести производство уксуса без соблюдения стерильности. Единственный спутник уксусных бактерий в этом процессе — мелкие нематоды — угрицы. Они питаются бактериями и тоже легко переносят высокие концентрации уксусной кислоты. Уксус очищают от них фильтрованием после пастеризации, в результате которой они погибают и выпадают в осадок.

В настоящее время на подавляющем большинстве предприятий производство уксуса ведут циркуляционным способом Фрингса. Эта технология имеет немало общего с методом Шуценбаха. Здесь также используются аппараты, наполненные стружками, также на стружках иммобилизованы уксуснокислые бактерии, и также масса стружек орошается питательным раствором, содержащим спирт, уксусную кислоту и минеральные соли. Однако есть и существенные различия между этими методами. Прежде всего, это касается размера аппаратов. На некоторых предприятиях объем их заполненной стружками рабочей камеры достигает 60 м 3 . В такой аппарат (рис. 2) через специальную распределительную систему подают 10%-ный раствор спирта со скоростью в несколько раз большей, чем по методу Шуценбаха. При помощи насоса раствор многократно циркулирует через аппарат до тех пор, пока весь спирт не окислится и не образуется 9%-ный раствор кислоты. Около 10% исходного чистого спирта в этом процессе теряется. Цикл длится 5-6 дней, после чего повторяется.

В аппаратах большого объема тепловыделение оказывается настолько значительным, что в них приходится встраивать специальные теплообменники. Чаще всего в рабочей камере располагают змеевики, по которым циркулирует охлаждающая вода, но иногда приходится устраивать еще и дополнительные, так называемые выносные теплообменники, которые устанавлива ют снаружи аппарата в циркуляционном контуре.

При получении уксуса циркуляционным способом удельная производительность достигает 6-8 кг кислоты в сутки на 1 м 3 рабочего объема аппарата.

Но и у этого метода оказались существенные недостатки, главным из которых был, пожалуй, размер аппаратов. В начале шестидесятых годов ХХ века появилась технология, при которой уксуснокислые бактерии стали культивировать в специальных аппаратах — ферментерах в жидкости, — так называемый метод периодического глубинного культивирования.

Ферментеры для глубинного культивирования уксусных бактерий — это изготовленные из нержавеющей стали емкости, внутри которых размещаются перемешивающие устройства и аэраторы различных конструкций (рис. 3).

Процесс получения уксуса при периодическом глубинном способе заключается в следующем. От предыдущего цикла в аппарате остается жидкость (примерно 1/3 рабочего объема аппарата), которая служит посевным материалом для следующего цикла. В аппарат заливается до рабочего объема питательная смесь, содержащая уксусную кислоту и этанол. Перемешивающее устройство интенсивно перемешивает жидкость, а через аэратор непрерывно подается воздух. В начале цикла условия жизни для бактерий резко меняются, и в результате некоторое время не наблюдается их заметного роста, эта стадия в развитии микроорганизмов называется лаг-фазой. По окончании лаг-фазы концентрация спирта начинает уменьшаться, а кислоты — наоборот, расти. Некоторое время в аппарат приходится порциями добавлять раствор спирта. После того как концентрация уксуса достигает 9-10%, около 2/3 объема жидкости отбирается как готовый продукт, и цикл повторяется.

Производительность глубинных аппаратов в несколько раз выше, а сами они в несколько раз меньше, чем аппараты, заполненные стружками, в них значительно меньше потери этанола. Кроме того, отпадает необходимость применения древесных стружек. Немаловажно и то, что при глубинном способе возрастает культура производства.

В начале 70-х годов прошлого столетия у группы сотрудников кафедры «Машины и аппараты микробиологических производств» в Московском институте химического машиностроения (теперь это Московский государственный университет инженерной экологии), возглавляемой профессором Петром Ивановичем Николаевым, возникла идея совместить в промышленном масштабе микробиологические методы с приемами постановки и ведения процессов, хорошо отработанными в химической технологии. Для этого пришлось провести целый комплекс серьезных исследований. Вот ведь парадокс: процесс был известен уже как минимум два с половиной тысячелетия, но до середины ХХ века оставался в основном эмпирическим. До этого момента усовершенствования технологий касались прежде всего устройства аппаратов, а микробиологические аспекты разрабатывались весьма слабо.

В 60-е годы стали появляться работы, посвященные физиологии и биохимии уксусных бактерий. Они были направлены на изучение влияния концентрации кислорода и состава питательной среды, включая как минеральный фон, так и влияние этанола и самой уксусной кислоты. В это же время на кафедре микробиологии Ленинградского университета под руководством профессора М. С. Лойцянской были проведены исследования систематики, морфологии и физиологии этих бактерий. Были выделены штаммы бактерий, растущих в очень простой по составу среде, обладающей большой окислительной активностью, что оказалось необычайно полезно для промышленного производства уксуса.

Оптимальная температура для роста Acetobacter aceti — 25-30 о С. В качестве источника азота уксуснокислые бактерии используют минеральные соли, предпочтительно аммонийные. Ацетобактеры сами синтезируют все необходимые витамины и поэтому растут в питательных средах без их добавления.

Лучшим соединением углерода для бактерий рода Acetobacter является уксусная кислота. Хорошо растут они также в средах, содержащих этиловый спирт или молочную кислоту, превращая их в уксусную.

Исследованиями Ю. Л. Игнатова было показано, что накапливаемая в процессе уксусная кислота снижает окислительную активность бактерий и уменьшает удельную скорость роста клеток. Этот факт позволил П. И. Николаеву с сотрудниками организовать процесс получения уксусной кислоты в батарее из нескольких аппаратов глубинным способом в непрерывном режиме. В результате получилась оригинальная технологическая схема, в которой процесс получения 9%-ной уксусной кислоты ведут в четырех-пяти последовательно соединенных ферментерах (рис. 4). В такой батарее в первых двух, по ходу жидкости, аппаратах при сравнительно низкой концентрации уксусной кислоты бактерии размножаются с большой скоростью при высокой окислительной активности, что обеспечивает высокую продуктивность процесса. В последних по ходу жидкости аппаратах, работающих, напротив, при высоких концентрациях уксусной кислоты, продуктивность снижается, в них происходит в основном доокисление оставшегося в растворе спирта. Общая производительность всех аппаратов батареи значительно выше, чем одного, выпускающего уксус 9%-ной концентрации. Ю.Л. Игнатов показал, что производительность единицы рабочего объема аппарата, работающего по батарейному способу, может достигать 49,4 кг уксусной кислоты с 1 м 3 в сутки.

Разработанный способ был на удивление быстро внедрен на нескольких заводах. Сейчас по этой технологии работают Экспериментальный пищекомбинат в Балашихе, уксусные цеха в городах Горловка и Днепродзержинск на Украине, завод в Словакии.

Кандидат биологических наук Н. КУСТОВА, доцент Московского государственного университета инженерной экологии. Подробности для любознательных

Краткие сведения о химизме окисления этанола в уксусную кислоту Acetobacter aceti

Итоговая реакция окисления этилового спирта в уксусную кислоту выглядит следующим образом:

С 2 Н 5 ОН СН 3 СООН + Н 2 О + Q

По современным представлениям, окисление этилового спирта уксуснокислыми бактериями вида Acetobaсter aceti — двухфазный процесс. Этанол окисляется алкоголь- и альдегиддегидрогеназами с образованием уксусной кислоты и двух молекул НАДН 2 . (Этот фермент отвечает за перенос водорода в дыхательной цепи.)

Алкогольдегидрогеназа Acetobacter aceti содержит недавно открытую простетическую группу метоксантин, или пирролохинолинхинон. Этот фермент находится на внешней стороне плазматической мембраны и катализирует окисление этанола в уксусную кислоту. Метоксантин частично попадает в питательную среду и в пищевой уксус, придавая ему слегка желтоватую окраску.

Источник

кандидат биологических наук Н. Кустова
Уксус. Что такое это и как его делают

Множество блюд в кухнях народов разных мира приготовить невозможно без уксуса. Не обойтись него без в заготовках, да и в качестве приправы простой уксус подают ко многим кушаньям. Изготовление уксуса, как и виноделие, один из древнейших технологических процессов, освоенных человеком. Но если в производстве вина за последние тысячелетий несколько не произошло изменений принципиальных оборудования современного , то в производстве уксуса в годах ХХ века настоящая случилась революция.

Начнём с того, главным что компонентом уксуса пищевого является уксусная кислота. Получать её можно двумя способами: химическим — из продуктов перегонки сухой древесины и микробиологическим — в результате брожения уксуснокислого спиртосодержащих жидкостей, таких, виноградное как вино, сидр, пивное сусло, забродившие мёд и соки фруктов различных или водный этилового раствор спирта . В таких окисление жидкостях этанола до уксусной проводят кислоты в большинстве уксусные случаев бактерии Acetobacter aceti. В результате в готовом оказывается продукте не только кислота, но и небольшое сложных количество эфиров, альдегидов и других органических соединений. Именно этим благодаря веществам уксус пищевой обретает ему присущий особый вкус и приятный аромат. Разведённая же уксусная водой кислота, химическим полученная путем, таких лишена качеств. Считается, что в пищевой промышленности и в быту использовать лучше уксус, биохимическим изготовленный способом.

Технология уксуса производства имеет интересную и сложную историю. Ещё в первом тысячелетии до новой виноделы эры заметили, что, вино если оставить в открытом сосуде, через оно некоторое прокисает время и превращается в уксус. Этим наблюдением и пользовались долгое время, не вдаваясь особенно в суть того, происходит что при этом с продуктом.

Один из самых „древних“ производства способов уксуса называть принято орлеанским. В деревянные особой бочки формы, расположенные в утеплённом помещении в несколько одна рядов над другой, в начале заливают процесса 10–12 л. нефильтрованного готового уксуса. Эта порция — рода своего закваска, ведь в нефильтрованном содержится уксусе достаточно количество большое бактерий. К уксусу примерно приливают 10 л. профильтрованного вина. Через восемь дней, процесс если идёт нормально, доливают ещё 10 л., и так до тех пор, бочка пока не заполнится до половины объёма. После около этого 40 л. продукта готового сливают, а к оставшемуся — добавляют вновь фильтрованное вино, и цикл повторяется. Весь занимает цикл от недели до месяца, продукт зато обладает высоким таким качеством, этот что неэффективный способ применяется в винодельческих районах Франции.

Наряду с орлеанским существовал способом метод, немецким описанный учёным Бургавом в 1732 году. Сейчас технология эта известна названием под „метод Шуценбаха“. Суть его в том, спиртосодержащую что жидкость Бургава раствор упоминается хлебного сверху пропускали вниз через объём, тщательно заполненный вымоченными в уксусе буковыми крупными стружками. Эта оказалась технология значительно более производительной, орлеанский чем способ, и во всём она мире используется до сих пор.

И всё же до работ Пастера в середине XVIII века не было понятно, за счёт вино чего превращается в уксус. Пастер в большой статье „Исследование свойств уксуса“ sur показал, стерильный что раствор спирта в воде на открытом практически воздухе не окисляется, а образование кислоты уксусной происходит работе благодаря уксусных бактерий. И для того, спирт чтобы окислялся эффективно, в жидкости создать необходимо оптимальные условия для их развития. Оказалось, лучше что всего микроорганизмы эти чувствуют при себя температуре около 30 о С и при концентрации спирта, не превышающей 12–14%. Дальнейшие исследования показали, максимальная что скорость роста А. aceti при достигается более концентрации низкой спирта. Характерной этих особенностью бактерий является и высокая потребность в кислороде. Долгое время считалось, что низкой сравнительно растворимости кислорода в воде спирта этилового могут бактерии развиваться только на поверхности жидкости или в её тонкой плёнке. Это не противоречило и имевшемуся к тому промышленному времени опыту. При методе орлеанском бактерии развиваются в основном в верхнем жидкости слое в виде слизистой плёнки, а при методе Шуценбаха стекает жидкость тонким слоем по поверхности стружек . Производительность аппаратуры, что по одному, что по другому способу, составляет обычно от 2 до 8 кг. кислоты уксусной с 1 м 3 объёма аппарата в сутки.

Рис. 1. Аппарат Шуценбаха: 1 — коническая деревянная ёмкость; 2 — буковых слой стружек.

Основным аппаратом, в котором уксусную получают кислоту по методу Шуценбаха, деревянный является чан конической формы. На расстоянии 200–300 мм. от основного днища в нём горизонтальную устанавливают перфорированную перегородку. Верхняя аппарата часть на 2/3 заполняется стружками, орошаются которые питательной для бактерий средой, некоторое содержащей количество кислоты уксусной это всего , спирт этиловый и небольшое аммонийных количество и фосфатных солей. По мере раствора протекания бактерии, закрепившиеся, или, теперь как принято говорить, иммобилизованные на стружках, спирт окисляют в уксусную кислоту. В нижней аппарата части скапливается готовая продукция — уксус. В процессе выделяется окисления тепло, повышает которое температуру аппарата внутри до 30–35 о С. В результате температур разницы создаётся естественная и довольно интенсивная конвекция. Воздух поступает в патрубки ложным под днищем, через проходит аппарат и выходит в верхней его части. Так собой сама осуществляется аэрация, необходимая для работающих бактерий.

Несколько стоит слов сказать о стружках. Это не просто отходы от обработки древесины. Для загрузки в аппараты только подходят буковые стружки, закрученные в рулон диаметром от 2 до 5 см. и высотой от 3 до 6 см. Серьёзные предъявляются требования и к древесине. Она быть должна совершенно любых лишена видов гнили. Словом, стружки для уксусного производства — совсем вещь не дешёвая.

В аппарат Шуценбаха загружается 1–1,5 м 3 стружек. На одном работают предприятии десятки таких аппаратов. Производительность при аппаратуры работе по данному низка способу и составляет не более 1,5 кг. кислоты уксусной на 1 м 3 стружек в сутки на уксусную . При выход этом уксуса при возможного использовании количества исходного этилового не превышает 75%. Процесс ведётся непрерывно, десятилетиями, смены без бактерий и стружки. Высокая заливаемого кислотность в аппарат необходима раствора для того, другие чтобы бактерии не могли „заселить“ аппарат и испортить образом таким продукт. Это даёт вести возможность производство без уксуса соблюдения стерильности. Единственный уксусных спутник бактерий в этом процессе — мелкие нематоды — угрицы. Они бактериями питаются и тоже переносят легко высокие уксусной концентрации кислоты. Уксус очищают от них после фильтрованием пастеризации, в результате они которой погибают и выпадают в осадок.

Рис. 2. Аппарат Фрингса: 1 — корпус; 2 — перфорированное ложное днище; 3 — буковых слой стружек; 4 — циркуляционный насос; 5 — системы змеевик термостатирования; 6 — распределительное устройство.

В время настоящее на подавляющем предприятий большинстве производство ведут уксуса циркуляционным способом Фрингса. Эта имеет технология немало общего с методом Шуценбаха. Здесь используются также аппараты, наполненные стружками, также на стружках уксуснокислые иммобилизованы бактерии, и также стружек масса орошается питательным раствором, содержащим спирт, кислоту уксусную и минеральные соли. Однако есть и существенные между различия этими методами. Прежде всего, касается это размера аппаратов. На некоторых предприятиях объём их заполненной рабочей стружками камеры достигает 60 м 3 . В такой аппарат специальную через распределительную подают систему спирта раствор со скоростью в несколько раз большей, чем по методу Шуценбаха. При насоса помощи раствор циркулирует многократно через аппарат до тех пор, весь пока спирт не окислится и не образуется раствор кислоты. Около 10% чистого исходного спирта в этом процессе теряется. Цикл длится 5–6 дней, чего после повторяется.

В большого аппаратах объёма оказывается тепловыделение настолько значительным, что в них встраивать приходится специальные теплообменники. Чаще всего в рабочей располагают камере змеевики, по которым охлаждающая циркулирует вода, но иногда устраивать приходится ещё и дополнительные, называемые так выносные теплообменники, устанавливают которые снаружи аппарата в циркуляционном контуре.

При уксуса получении циркуляционным удельная способом производительность достигает 6–8 кг. кислоты в сутки на 1 м 3 рабочего объёма аппарата.

Но и у этого оказались метода существенные недостатки, главным из которых был, пожалуй, размер аппаратов. В начале годов шестидесятых ХХ века появилась технология, которой при уксуснокислые стали бактерии культивировать в специальных аппаратах — ферментёрах в жидкости, — называемый так метод глубинного периодического культивирования.

Рис. 3. Схема ферментёра для производства уксуса: 1 — корпус из нержавеющей стали; 2 — перемешивающее устройство; 3 — аэратор называют ; 4 — системы змеевик термостатирования.

Ферментёры для глубинного уксусных культивирования бактерий — изготовленные это из нержавеющей стали ёмкости, которых внутри размещаются устройства перемешивающие и аэраторы конструкций различных .

Процесс уксуса получения при глубинном периодическом способе заключается в следующем. От предыдущего цикла в аппарате остаётся жидкость 1/3 рабочего объёма , служит которая посевным материалом для следующего цикла. В аппарат заливается до рабочего объёма питательная смесь, уксусную содержащая кислоту и этанол. Перемешивающее интенсивно устройство перемешивает жидкость, а через непрерывно аэратор подаётся воздух. В начале условия цикла жизни для бактерий резко меняются, и в результате время некоторое не наблюдается их заметного роста, стадия эта в развитии называется микроорганизмов По окончании спирта концентрация начинает уменьшаться, а кислоты — наоборот, расти. Некоторое время в аппарат порциями приходится добавлять раствор спирта. После как того концентрация достигает уксуса 9–10%, около 2/3 объёма отбирается жидкости как готовый продукт, и цикл повторяется.

Производительность аппаратов глубинных в несколько раз выше, а сами они в несколько раз меньше, чем аппараты, заполненные стружками, в них меньше значительно потери этанола. Кроме того, необходимость отпадает применения древесных стружек. Немаловажно и то, при что глубинном возрастает способе культура производства.

В начале прошлого годов столетия у группы кафедры сотрудников „Машины и аппараты микробиологических производств“ в Московском химического институте машиностроения это Московский университет государственный инженерной , профессором возглавляемой Петром Ивановичем Николаевым, идея возникла совместить в промышленном микробиологические масштабе методы с приёмами постановки и ведения процессов, отработанными хорошо в химической технологии. Для этого провести пришлось целый комплекс серьёзных исследований. Вот ведь парадокс: был процесс известен как уже минимум два с половиной тысячелетия, но до середины ХХ века оставался в основном эмпирическим. До этого усовершенствования момента технологий прежде касались всего устройства аппаратов, а микробиологические разрабатывались аспекты весьма слабо.

В стали годы появляться работы, посвящённые физиологии и биохимии уксусных бактерий. Они направлены были на изучение концентрации влияния кислорода и состава питательной среды, как включая минеральный фон, так и влияние этанола и самой уксусной кислоты. В это же время на кафедре микробиологии Ленинградского под университета руководством профессора М.С. Лойцянской проведены были исследования систематики, морфологии и физиологии этих бактерий. Были штаммы выделены бактерий, растущих в очень простой по составу среде, большой обладающей окислительной активностью, оказалось что необычайно полезно для промышленного производства уксуса.

Оптимальная температура для роста Acetobacter aceti — 25–30 о С. В качестве азота источника уксуснокислые используют бактерии минеральные соли, предпочтительно аммонийные. Ацетобактеры синтезируют сами все витамины необходимые и поэтому растут в питательных без средах их добавления.

Лучшим углерода соединением для бактерий рода Acetobacter уксусная является кислота. Хорошо они растут также в средах, этиловый содержащих спирт или молочную кислоту, превращая их в уксусную.

Рис. 4. Схема установки для получения уксуса в непрерывном режиме. Переток жидкости из аппарата в аппарат происходит давлений разницы в „воздушной подушке“, возникающей за счёт заглубления разного переточных труб h: .

Исследованиями Ю.Л. Игнатова было показано, накапливаемая что в процессе кислота уксусная снижает активность окислительную бактерий и уменьшает скорость удельную роста клеток. Этот позволил факт П.И. Николаеву с сотрудниками процесс организовать получения кислоты уксусной в батарее из нескольких глубинным аппаратов способом в непрерывном режиме. В результате оригинальная получилась технологическая схема, в которой получения процесс кислоты уксусной ведут в последовательно соединённых ферментёрах . В такой батарее в первых двух, по ходу жидкости, при аппаратах сравнительно концентрации низкой уксусной бактерии кислоты размножаются с большой при скоростью высокой окислительной активности, обеспечивает что высокую продуктивность процесса. В последних по ходу жидкости аппаратах, работающих, напротив, высоких при концентрациях уксусной кислоты, продуктивность снижается, в них происходит в основном оставшегося доокисление в растворе спирта. Общая всех производительность аппаратов значительно батареи выше, чем одного, уксус выпускающего концентрации. Ю.Л. Игнатов показал, производительность что единицы рабочего объёма аппарата, работающего по батарейному способу, достигать может 49,4 кг. кислоты уксусной с 1 м 3 в сутки.

Разработанный был способ на удивление быстро внедрён на нескольких заводах. Сейчас по этой работают технологии Экспериментальный пищекомбинат в Балашихе, цеха уксусные в городах Горловка и Днепродзержинск на Украине, завод в Словакии.

Краткие сведения о химизме этанола окисления в уксусную кислоту Acetobacter aceti

Итоговая окисления реакция этилового спирта в уксусную выглядит кислоту следующим образом:

По современным представлениям, этилового окисление спирта бактериями уксуснокислыми вида Acetobaсter aceti — двухфазный процесс. Этанол окисляется и альдегиддегидрогеназами с образованием кислоты уксусной и двух молекул НАДН₂. отвечает фермент за перенос водорода в дыхательной

Алкогольдегидрогеназа Acetobacter aceti недавно содержит открытую группу простетическую метоксантин, или пирролохинолинхинон. Этот находится фермент на внешней плазматической стороне мембраны и катализирует этанола окисление в уксусную кислоту. Метоксантин попадает частично в питательную среду и в пищевой уксус, ему придавая слегка желтоватую окраску.

Источник