Wir erklären, was Fermentation ist, welche Arten der Fermentation verwendet werden können und welche verschiedenen Anwendungen sie hat.
Was ist Fermentation?
Fermentation ist ein Prozess von Oxidation unvollständig, erfordert keinen Sauerstoff und produziert als Ergebnis eine organische Substanz. Es handelt sich um einen katabolischen Prozess, d. h. die Umwandlung von Moleküle komplexe bis einfache Moleküle und Erzeugung von chemische Energie in Form eines ATP (Adenosintriphosphat).
Die Fermentation besteht aus einem Prozess von Glykolyse (Abbau des Glukosemoleküls), das Pyruvat (Brenztraubensäure) produziert und dem Sauerstoff als Rezeptor für die Elektronen übrig gebliebenes NADH produziert (Nikotinadenindinukleotid), verwendet eine organische Substanz, die reduziert werden muss, um das NADH zu NAD + zu reoxidieren, um schließlich ein Derivat des Ausgangssubstrats zu erhalten, das oxidiert wird. Je nach Endsubstanz kommt es zu unterschiedlichen Fermentationsarten.
Dieses Verfahren wurde von dem französischen Chemiker Louis Pasteur entdeckt und als "Leben ohne Luft" beschrieben (La vie sans l’air), da es in Abwesenheit von Sauerstoff durchgeführt werden kann durch Mikroorganismen wie Bakterien, Hefe, oder einige Metazoen und Protisten. In diesem Prozess also weder die Mitochondrien noch die Strukturen, die mit dem Prozess der Zellatmung verbunden sind.
Im Vergleich zu den aerobe Atmung, Gärung ist nicht a Methode sehr effiziente Energiequelle: Pro verbrauchtem Glukosemolekül werden nur 2 ATP-Moleküle produziert, während die Atmung von 36 bis 38 erreicht wird.
Dieser Vorgang wird jedoch von verschiedenen Zellen unseres Körpers, um die Momente des Sauerstoffmangels zu decken, wie es in den Muskelzellen der Fall ist, die Glukose fermentieren, wenn die Sauerstoffzufuhr nicht ausreicht, um weiterzuatmen.
Arten der Fermentation
Nach dem am Ende des Fermentationsprozesses erhaltenen Stoff können wir ihn einteilen in:
- Alkoholische Gärung. Es ist ein hauptsächlich von Hefen durchgeführter Prozess, bei dem aus bestimmten Zuckern eine Menge Alkohol-Ethanol hergestellt wird, Kohlendioxid und ATP. Dies ist der Prozess, mit dem alkoholische Getränke hergestellt werden.
- Essigsäuregärung. Besitzt die Bakterien der Gattung Acetobacter, wandelt Ethylalkohol in Essigsäure, also der Alkohol in Essig. Da es sich jedoch um einen aeroben Prozess handelt, kann er in Weinen auftreten, die der Luft.
- Milchsäuregärung. Es besteht aus einer teilweisen Oxidation von Glukose, die von Milchsäurebakterien oder tierischen Muskelzellen (wenn ihnen der Sauerstoff zum Atmen ausgeht) durchgeführt wird. Dieser Prozess erzeugt ATP, produziert jedoch als Nebenprodukt Milchsäure, die bei Ansammlung das schmerzhafte Gefühl der Muskelermüdung erzeugt.
- Buttersäuregärung. Es besteht aus der Umwandlung von Glukose in Buttersäure und Gas, letzteres verleiht ihm einen typisch unangenehmen Geruch. Es wird charakteristischerweise von Bakterien der Gattung durchgeführt Clostridium und erfordert die Anwesenheit von Laktose.
- Butandiol-Fermentation. Es ist eine Variante der Milchsäuregärung, die von Enterobacteriaceae durchgeführt wird, die freisetzen Kohlendioxid und sie erzeugen Butandiol, einen farblosen und viskosen Alkohol.
- Propionische Fermentation. In diesem Prozess eingreifen Essigsäure, Kohlendioxid und Bernsteinsäure. Es wird aus allen von ihnen Propionsäure gewonnen, a Substanz ätzend mit stechendem Geruch.
Verwendungen der Fermentation
Die Weine erfordern einen Herstellungsprozess, bei dem alkoholische Gärung verwendet wird.
Viele künstliche Industrien nutzen die Fermentation, um bestimmte Substanzen zu gewinnen. Zum Beispiel in Lebensmittelindustrie von Käse werden propionische Fermentationsprozesse durchgeführt oder bei der Konservierung vieler Arten von Lebensmitteln wird Milchsäure verwendet, die aufgrund der Milchsäuregärung als Konservierungsmittel wirkt.
Ähnliches passiert mit der alkoholischen Industrie, sowohl für Weine, Biere oder andere Spirituosen, die einen Produktionsprozess erfordern, in den die alkoholische Gärung eingreift. Auf der anderen Seite, wenn einige Spirituosen, wie z. B. Wein, längere Zeit nicht abgedeckt bleiben, beginnt der hinzugefügte Sauerstoff die Essigsäuregärung und das Getränk wird essigartig.