Pojasnimo, kaj je fermentacija, katere vrste fermentacije se lahko uporabljajo in različne uporabe.
Kaj je fermentacija?
Fermentacija je proces oksidacija nepopolna, ki ne zahteva kisika in posledično proizvaja organsko snov. Gre za proces kataboličnega tipa, to je preobrazba molekule kompleksne do preproste molekule in nastajanje kemična energija v obliki ATP (Adenozin trifosfat).
Fermentacija je sestavljena iz procesa glikoliza (razgradnjo molekule glukoze), ki proizvaja piruvat (piruvična kislina) in ki nima kisika kot receptorja za elektronov ostanek proizvedenega NADH (nikotin adenin dinukleotid), uporablja organsko snov, ki jo je treba reducirati, da reoksidira NADH v NAD +, pri čemer na koncu dobimo derivat začetnega substrata, ki je oksidiran. Glede na končno snov bodo različne vrste fermentacije.
Ta proces je odkril francoski kemik Louis Pasteur, ki ga je opisal kot "Življenje brez zraka" (La vie sans l’air), saj se lahko izvaja v odsotnosti kisika z mikroorganizmi kot bakterije, kvas, ali nekateri metazoji in protisti. V tem procesu torej niti ne mitohondrije niti strukture, povezane s procesom celičnega dihanja.
V primerjavi z aerobno dihanje, fermentacija ni a metoda zelo učinkovit vir energije: na zaužito molekulo glukoze nastaneta le 2 molekuli ATP, medtem ko se dihanje doseže od 36 do 38.
Vendar pa ta postopek izvajajo različni celice našega telesa, da pokrijemo trenutke pomanjkanja kisika, kot se dogaja v mišičnih celicah, ki fermentirajo glukozo, ko vnos kisika ni dovolj za nadaljevanje dihanja.
Vrste fermentacije
Glede na snov, ki jo dobimo na koncu procesa fermentacije, jo lahko razvrstimo na:
- Alkoholna fermentacija. Gre za postopek, ki ga izvajajo predvsem kvasovke, pri katerem se iz nekaterih sladkorjev proizvede določena količina alkoholnega etanola, ogljikov dioksid in ATP. To je postopek, ki se uporablja za proizvodnjo alkoholnih pijač.
- Ocetna fermentacija. Lastna bakterija iz rodu Acetobacter, pretvori etilni alkohol v ocetna kislina, torej alkohol v kisu. Vendar je to aerobni proces, zato se lahko pojavi v vinih, ki so izpostavljeni zrak.
- Mlečna fermentacija. Sestoji iz delne oksidacije glukoze, ki jo izvajajo mlečne bakterije ali živalske mišične celice (ko jim zmanjka kisika za dihanje). Ta proces ustvarja ATP, vendar proizvaja mlečno kislino kot stranski produkt, ki povzroči boleč občutek mišične utrujenosti, ko se kopiči.
- Masleno vrenje. Sestoji iz pretvorbe glukoze v masleno kislino in plin, ki ji daje tipično neprijeten vonj. Značilno ga izvajajo bakterije iz rodu Clostridium in zahteva prisotnost laktoze.
- Butandiolna fermentacija. Je različica mlečne fermentacije, ki jo izvajajo Enterobacteriaceae, ki sproščajo ogljikov dioksid in tvorijo butandiol, brezbarven in viskozen alkohol.
- Propionska fermentacija. V tem proces posredovati ocetna kislina, ogljikov dioksid in jantarna kislina. Pridobiva se iz vseh propionske kisline, a snov jedko z ostrim vonjem.
Uporaba fermentacije
Vina zahtevajo proizvodni proces, v katerem se uporablja alkoholna fermentacija.
Številne umetne industrije izkoriščajo fermentacijo za pridobivanje določenih snovi. Na primer, v živilska industrija sira se izvajajo postopki propionske fermentacije ali pa se pri konzerviranju številnih vrst užitnih živil uporablja prisotnost mlečne kisline, ki zaradi mlečne fermentacije deluje kot konzervans.
Nekaj podobnega se dogaja z alkoholno industrijo, tako pri vinu, pivu ali drugih vrstah alkoholnih pijač, ki zahtevajo proizvodni proces, v katerem posega alkoholna fermentacija. Po drugi strani pa, če nekatere alkoholne pijače, kot je vino, pustite dolgo časa nepokrite, bo dodan kisik začel ocetno fermentacijo in pijača bo začela postajati kis.