Двата най-често срещани вида ферментация са алкохолик и млечнокисела ферментация.
Докато алкохолната ферментация може да е най-добре позната (и се наблюдава в много храни и напитки, такива като вино, бира, ферментирали чайове, хляб и колбаси), млечнокиселата ферментация се смята за най-старият. Ферментирали храни, като сирене, кисело мляко, кефир, кисело зеле и мариновани храни са били открити в почти всяка култура по целия свят, от хиляди години назад.
За сравнение и противопоставяне на млечнокиселата ферментация и алкохолната ферментация са и двете реакции на окисление-редукция и включват гликолиза.
Алкохолна ферментация се среща в микроорганизми като дрожди и превръща глюкозата в енергия, която се отделя като въглероден диоксид. Полученият страничен продукт се нарича етанол (известен също като етилов алкохол или просто алкохол). Млечнокисела ферментация се среща в определени бактерии, дрожди и мускулни клетки и превръща глюкозата в енергия. Страничният му продукт е лактат. Млечнокиселата ферментация се използва и в хранително-вкусовата промишленост, която използва млечнокисели бактерии.
Ролята на дрождите и бактериите във ферментацията
Алкохолната ферментация често включва Saccharomyces cerevisiae, (широко известна като хлебна мая), която получава името си от захар (saccharo), гъбички (myces) и бира (cerevisiae). Датиращи от периода на неолита, ферментация на дрожди е от съществено значение за процесите на производство на бира, вино, хляб и биогорива.
Ферментацията включва въвеждането на редица микроби, които повишават нивото на киселина или алкохол; С. cerevisiae ферментацията превръща нишестето в прости захари, които дрождите след това консумират, за да създадат въглероден диоксид и алкохол.
Просто казано, дрождите ждрели върху захар, докато клетките се размножават. Клетките продължават да се размножават, докато се изразходва цялата захар и маята се изразходва; след това маята се утаява на дъното на съда. Този процес е същият, независимо дали крайният резултат е алкохол или биогориво.
Лактобацилус е най-често срещаните бактерии, използвани при млечнокиселата ферментация. Захарта, присъстваща в плодовите проби, естествено произвежда млечна киселина, която понижава рН, намалявайки броя на микроорганизмите, които могат да растат. Това ефективно запазва храната. Това обикновено се използва при мариноване, както и при производството на кисело мляко и ферментирали храни като кисело зеле и кимчи.
Млечнокиселите бактерии се намират естествено в някои храни и се използват главно като „предястия“, което означава, че те започват процеса на ферментация. Въглехидратите, които вече се намират в храната, поддържат реакцията. Ето защо сирената, които са "отлежали" за различно време, имат различни вкусове.
Алкохолик vs. Млечнокисела ферментация
Алкохолната ферментация е химическа реакция, при която се използват дрожди и захар за производство на енергия, която можете да видите като разтвора на разтвора; тя може да бъде аеробна или анаеробна (работа в присъствието или отсъствието на кислород). След отстраняване на въглеродния диоксид, полученият ацеталдехид се редуцира до образуването на етанол. Дрождите не могат да метаболизират етанола; що се отнася до родителските клетки, това е отпадъчен продукт.
Можете да дефинирате млечнокисела ферментация като процес, който настъпва след гликолиза при анаеробно дишане. Ензим, наречен лактат дехидрогеназа, предизвиква реакция за започване на гликолиза, образувайки лактат в процеса.
Този лактат се превръща в млечна киселина и продължава да се натрупва в мускулните клетки, докато кислородът се въведе отново и аеробното дишане се върне. ("Протонат" означава добавяне на протон към друг атом или молекула, което създава връзка и трансформира лактата в киселина.) Млечнокиселата ферментация се осъществява чрез анаеробно дишане, което се случва, когато има недостиг на кислород в организъм. Това пречи на мускулите да получават енергия от клетъчното дишане.
Преди всичко ферментацията с млечна киселина се различава от ферментацията с етилов алкохол по това, че млечната киселина, а не етанолът, е получения страничен продукт. Когато са изложени на кислород, молекулите на млечната киселина се разграждат до въглероден диоксид и вода. Когато се използва в производството на храни, тази млечна киселина разгражда захарите, предотвратявайки развалянето на храната.
Алкохолната ферментация може да се осъществи в среда както с кислород, така и без него, с различни резултати.
Ефекти на млечната киселина върху тялото
Мускулната болезненост, получена след тренировка, се причинява от натрупването на млечна киселина. При редовна активност белите дробове могат да се справят с нуждите на тялото от кислород, но по време на тренировка се изисква повече енергия. Това води до недостиг на кислород, така че започва анаеробно дишане. Това не е толкова ефективно, колкото аеробно дишане, а процесът води до производството на млечна киселина.
Въпреки че често се счита за отпадък, млечната киселина след това се рециклира през черния дроб, където се превръща обратно в глюкоза. В някои случаи натрупването на млечна киселина може да причини гадене, затруднено дишане и слабост. Когато тялото няма време да се възстанови, кристалите на пикочната киселина могат да се натрупват върху ставите, причинявайки болка, известна като подагра.