Производство молочной кислоты

2.3.КИНЕТИКА МОЛОЧНОКИСЛОГО БРОЖЕНИЯ.
Процесс брожения разделяется на две фазы, в первой оно идет в условиях размножения бактерий, во второй — без увеличения их общей численности за счет жизнеспособных клеток. Сколько делящихся, жизнеспособных и мертвых клеток присутствует в каждый момент, неизвестно. Кинетика брожения зависит от многих факторов,
В первом приближении можно считать скорость молочнокис­лого брожения, как и других ферментационных процессов, за реакцию первого порядка и кинетическую константу — независя­щей от начальной концентрации сахара.
На рис. 1 показано влияние количества добавленных солодовых ростков на скорость брожения сахарного раствора на­чальной концентрацией 10 % с 10 % по объему культуры молочно­кислых бактерий. Видно, что размножение бактерий заканчивается в основном за 24 ч и плотность их популяции тем выше, чем больше внесено солодовых ростков по массе сахара. Интенсивное образование лактата также начинается в то время, когда в куль­туральной жидкости накапливается основная масса молочнокис­лых бактерий, но скорость накопления лактата отстает от скорости размножения бактерий.
Рис.1. Кинетика изменения плотности популяции молочнокислых бактерий (1-4) и лактата кальция(1’-2’) в зависимости от количества солодовых ростков на 100г сахара.
Брожение продолжается без изменения численности молочно­кислых бактерий и даже при некотором их уменьшении за счет лизиса и автолиза. Отме­чено, что к концу брожения содержание азота в культуральной жидкости несколь­ко возрастает. При сбраживании среды, приготовлен­ной в основном из сахара-сырца и рафинадной патоки оптимальная норма ростков 15—20% по массе са­хара.
Влияние количества засевной культуры при брожении отъёмно-доливным способом изображено на рис. 2. Кривая имеет максимум, соответствующий 20—30 % ее.
Рис.2.Зависимость среднесуточного образования лактата кальция от количества засевной культуры молочнокислых бактерий при брожении отъёмно-доливным способом.
В зависимости от ряда условий числовое значение константы скорости брожения будет различным, но величина энергии акти­вации, вычисленная с помощью уравнения Аррениуса для скорости химических реакций, останется примерно на уровне 4080 Дж ^. моль^-1. Средний температур­ный коэффициент в интервале 40-50 ^оС равен 2,4.
Очень важно, чтобы оптимальная величина рН поддержива­лась постоянной с помощью автоматической подачи мелового мо­лока.