Erjesztés bor, sör, joghurt és egyéb termékek. Itt egy pillantás a kémiai folyamatra, amely az erjedés során zajlik.
Erjedés meghatározása
A fermentáció egy anyagcsere-folyamat, amelynek során egy szervezet átalakítja a szénhidrátot, például keményítő vagy a cukor, egy alkohol vagy sav. Az élesztő például erjesztést végez, hogy energiát nyerjen a cukor alkoholsá alakításával. A baktériumok erjesztést végeznek, átalakítva a szénhidrátokat tejsavvá. A fermentáció vizsgálatát nevezzük zymology.
A fermentáció története
A "ferment" kifejezés a latin szóból származik fervere, ami azt jelenti, hogy "felforraljuk". A fermentációt a 14. század végén alkimisták írták le, de a modern értelemben nem. Az erjedés kémiai folyamata 1600-ban tudományos kutatás tárgyát képezte.
Az erjedés természetes folyamat. Az emberek erjesztést alkalmaztak olyan termékek előállítására, mint a bor, méz, sajt és sör, jóval a biokémiai folyamat megértése előtt. Az 1850-es és 1860-as években
Louis Pasteur lett az első zymurgist vagy tudós, hogy tanulmányozza a fermentációt, amikor kimutatta, hogy a fermentációt élő sejtek okozták. Pasteur azonban kudarcot vallott arra, hogy megpróbálja a fermentációért felelős enzimet az élesztősejtekből kinyerni. 1897-ben a német vegyész, Eduard Buechner őrölt élesztőt, extrahálta tőlük folyadékot és azt találta, hogy a folyadék erjesztheti a cukoroldatot. Buechner kísérletét a biokémiai tudomány kezdetének tekintik, amikor 1907-ben megszerezte őt Nobel-díj a kémiában.Példák erjesztéssel készített termékekre
A legtöbb ember tisztában van azokkal az ételekkel és italokkal, amelyek erjedési termékek, ám valószínűleg nem veszik észre, hogy sok fontos ipari termék az erjedés eredményeként jön létre.
- Sör
- Bor
- Joghurt
- Sajt
- Bizonyos tejsavat tartalmazó savanyú ételek, beleértve a káposztát, a kimchi-t és a pepperoni-t
- Kenyér kovácsolás élesztővel
- Szennyvíztisztító
- Néhány ipari alkoholtermelés, például a bioüzemanyagok számára
- Hidrogén gáz
Etanolos erjesztés
Az élesztő és egyes baktériumok etanolos erjesztést végeznek, ahol a piruvát (glükóz-anyagcseréből) etanolra és bontásra kerül szén-dioxid. Az etanol glükózból történő előállításának nettó kémiai egyenlete:
C6H12O6 (glükóz) → 2 ° C2H5OH (etanol) + 2 CO2 (szén-dioxid)
Az etanolos erjesztés során sör, bor és kenyér előállítását végezték. Érdemes megjegyezni, hogy az erjesztés magas pektinszint jelenlétében kis mennyiségű metanolt termel, ami fogyasztásakor mérgező.
Tejsav erjesztés
A glükóz-metabolizmusból (glikolízisből) származó piruvát-molekulák tejsavvá fermentálhatók. A tejsav erjesztésével a tejsavat tejsavvá alakítják a joghurt előállítása során. Az állati izmokban akkor is előfordul, amikor a szövet gyorsabban igényel energiát, mint az oxigénellátás. A tejsav glükózból történő előállításának következő egyenlete:
C6H12O6 (glükóz) → 2 CH3CHOHCOOH (tejsav)
A tejsav előállítása laktózból és vízből a következőképpen foglalható össze:
C12H22O11 (laktóz) + H2O (víz) → 4 CH3CHOHCOOH (tejsav)
Hidrogén és metán gáztermelés
Az erjedési folyamat hidrogén- és metángázt eredményezhet.
A metanogén archaea aránytalansági reakción megy keresztül, amelynek során egy elektron átkerül a karbonsavcsoport karbonilcsoportját ecetsav metilcsoportjává alakítva metán és szén-dioxid előállításához gáz.
Számos erjedés hidrogéngázt eredményez. A szervezet felhasználhatja a terméket a NAD regenerálására+ a NADH-tól. A hidrogéngáz szubsztrátként szulfát redukáló szerek és metanogének felhasználásával használható. Az emberek bélbaktériumokból hidrogéngáztermelést tapasztalnak, termelő flatus.
Erjedési tények
- A fermentáció egy anaerob folyamat, azaz az oxidációhoz nincs szükség oxigénre. Az élesztősejtek még akkor is, ha bőséges oxigéntartalmúak, az fermentációt inkább az aerob lélegzettel szemben részesítik előnyben, feltéve, hogy elegendő mennyiségű cukor áll rendelkezésre.
- A fermentáció az emberek és más állatok emésztőrendszerében zajlik.
- Egy olyan ritka betegség esetén, amelyet bélfermentációs szindrómának vagy auto-sörfőzde szindrómának neveznek, az emberi emésztőrendszerben a fermentáció etanol-termeléssel mérgezéshez vezet.
- A fermentáció az emberi izomsejtekben zajlik. Az izmok költenek ATP gyorsabb, mint az oxigén. Ebben az esetben az ATP-t glikolízissel állítják elő, amely nem használ oxigént.
- Noha a fermentáció gyakori út, az organizmusok nem ez az egyetlen módszer az energia anaerob elnyerésére. Egyes rendszerek szulfátot használnak a végső elektronakceptorként a elektronszállító lánc.
További hivatkozások
- Hui, Y. H. (2004). Növényi megőrzés és feldolgozás kézikönyve. New York: M. Dekker. o. 180. ISBN 0-8247-4301-6.
- Klein, Donald W.; Lansing M.; Harley, John (2006). Mikrobiológia (6. kiadás). New York: McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-255678-0.
- Purves, William K.; Sadava, David E.; Orians, Gordon H.; Heller, H. Craig (2003). Élet, a biológia tudománya (7. kiadás). Sunderland, Mass.: Sinauer Associates. pp. 139–140. ISBN 978-0-7167-9856-9.
- Steinkraus, Keith (2018). Az őslakos erjesztett élelmiszerek kézikönyve (2. kiadás). CRC Press. ISBN 9781351442510.