Dva nejběžnější typy fermentace jsou alkoholik a fermentace kyselinou mléčnou.
Zatímco alkoholové kvašení může být nejznámější (a je vidět u mnoha potravin a nápojů, např jako víno, pivo, kvašené čaje, chléb a klobásy) se považuje za fermentaci kyselinou mléčnou nejstarší. Fermentované potraviny, jako je sýr, jogurt, kefír, kysané zelí a nakládaná jídla, se vyskytují téměř v každé kultuře po celém světě, a to již tisíce let.
Pro srovnání a srovnání fermentace kyselinou mléčnou a alkoholové fermentace jsou obě oxidačně-redukční reakce a zahrnují glykolýzu.
Alkoholické kvašení se vyskytuje v mikroorganismech, jako jsou kvasinky, a přeměňuje glukózu na energii, která se uvolňuje jako oxid uhličitý. Výsledný vedlejší produkt se nazývá ethanol (také známý jako ethylalkohol nebo jednoduše alkohol). Kvašení kyselinou mléčnou se vyskytuje v určitých bakteriích, kvasinkách a svalových buňkách a přeměňuje glukózu na energii. Jeho vedlejším produktem je laktát. Kyselinová fermentace se používá také v potravinářském průmyslu, který využívá bakterie mléčného kvašení.
Role kvasinek a bakterií ve fermentaci
Alkoholické kvašení často zahrnuje Saccharomyces cerevisiae, (běžně známé jako pekařské droždí), které odvozuje svůj název od cukru (saccharo), plísní (myces) a piva (cerevisiae). Sahá až do neolitu, kvasnicová fermentace je zásadní pro procesy výroby piva, vína, chleba a biopaliv.
Fermentace zahrnuje zavedení řady mikrobů, které zvyšují hladinu kyseliny nebo alkoholu; S. cerevisiae fermentace přeměňuje škrob na jednoduché cukry, které pak droždí konzumuje za vzniku oxidu uhličitého a alkoholu.
Jednoduše řečeno, kvasinky se množí na cukru, jak se buňky množí. Buňky se nadále množí, dokud není spotřebován veškerý cukr a spotřebovány kvasinky; droždí se poté usadí na dně nádoby. Tento proces je stejný, ať je konečným výsledkem alkohol nebo biopalivo.
Lactobacillus je nejběžnější bakterie používaná při fermentaci kyselinou mléčnou. Cukr přítomný ve vzorcích ovoce přirozeně produkuje kyselinu mléčnou, která snižuje pH a snižuje počet mikroorganismů, které mohou růst. To účinně konzervuje jídlo. To se běžně používá při moření i při výrobě jogurtů a fermentovaných potravin, jako je kysané zelí a kimči.
Bakterie mléčného kvašení se přirozeně vyskytují v některých potravinách a používají se hlavně jako „startéry“, což znamená, že zahájí proces fermentace. Sacharidy již přítomné v potravině udržují průběh reakce. To je důvod, proč sýry, které „stárly“ po různou dobu, mají různé příchutě.
Alkoholik vs. Fermentace kyselinou mléčnou
Alkoholová fermentace je chemická reakce, při které se k výrobě energie používají kvasinky a cukr, což můžete vidět jako bubliny v roztoku; může to být aerobní nebo anaerobní (práce v přítomnosti nebo nepřítomnosti kyslíku). Po odstranění oxidu uhličitého se výsledný acetaldehyd poté redukuje za vzniku ethanolu. Kvasinky nemohou metabolizovat ethanol; pokud jde o mateřské buňky, jedná se o odpadní produkt.
Můžete definovat fermentace kyselinou mléčnou jako proces, který nastává po glykolýze v anaerobním dýchání. Enzym nazývaný laktátdehydrogenáza podněcuje reakci k zahájení glykolýzy, přičemž v procesu vytváří laktát.
Tento laktát protonuje na kyselinu mléčnou a pokračuje v hromadění ve svalových buňkách, dokud není znovu zaveden kyslík a nevrátí se aerobní dýchání. („Protonát“ znamená přidání protonu k jinému atomu nebo molekule, která vytváří vazbu a transformuje laktát na Laktátová fermentace probíhá prostřednictvím anaerobního dýchání, ke kterému dochází, když je v kyslíku nedostatek kyslíku organismus. To brání svalům získávat energii z buněčného dýchání.
Fermentace kyselinou mléčnou se primárně liší od fermentace ethylalkoholem v tom, že výsledným vedlejším produktem je spíše kyselina mléčná než ethanol. Při vystavení kyslíku se molekuly kyseliny mléčné rozpadají na oxid uhličitý a vodu. Při použití při výrobě potravin tato kyselina mléčná štěpí cukry a brání tomu, aby se potraviny kazily.
Alkoholová fermentace může probíhat v prostředí s kyslíkem i bez kyslíku, s různými výsledky.
Účinky kyseliny mléčné na tělo
Bolest svalů po cvičení je způsobena hromaděním kyseliny mléčné. Při pravidelné činnosti mohou plíce držet krok s kyslíkovými nároky těla, ale během cvičení je zapotřebí více energie. Díky tomu je nedostatek kyslíku, takže začíná anaerobní dýchání. To není tak efektivní jako aerobní dýchánía proces vede k produkci kyseliny mléčné.
Ačkoli se kyselina mléčná často považuje za odpad, recykluje se játry, kde se přeměňuje zpět na glukózu. V některých případech může hromadění kyseliny mléčné způsobit nevolnost, potíže s dýcháním a slabost. Když tělo nemá čas na zotavení, mohou se na kloubech hromadit krystaly kyseliny močové a způsobit bolest známou jako dna.