Die zwei häufigsten Fermentationsarten sind alkoholisch und Milchsäuregärung.
Während die alkoholische Gärung die bekannteste ist (und in vielen Lebensmitteln und Getränken zu sehen ist, wie z B. Wein, Bier, fermentierte Tees, Brot und Wurst), gilt die Milchsäuregärung als älteste. Fermentierte Lebensmittel, wie Käse, Joghurt, Kefir, Sauerkraut und eingelegte Lebensmittel sind seit Jahrtausenden in fast jeder Kultur der Welt zu finden.
Um die Milchsäuregärung und die alkoholische Gärung zu vergleichen und gegenüberzustellen, sind beide Oxidations-Reduktions-Reaktionen und beinhalten Glykolyse.
Alkoholgärung kommt in Mikroorganismen wie Hefe vor und wandelt Glukose in Energie um, die als Kohlendioxid freigesetzt wird. Das entstehende Nebenprodukt wird als Ethanol (auch als Ethylalkohol oder einfach als Alkohol bekannt) bezeichnet. Milchsäuregärung kommt in bestimmten Bakterien, Hefe- und Muskelzellen vor und wandelt Glukose in Energie um. Sein Nebenprodukt ist Laktat. Die Milchsäuregärung wird auch in der Lebensmittelindustrie verwendet, die Milchsäurebakterien verwendet.
Die Rolle von Hefe und Bakterien bei der Fermentation
Alkoholgärung beinhaltet oft Saccharomyces cerevisiae, (allgemein bekannt als Bäckerhefe), die ihren Namen von Zucker (Saccharo), Pilz (Myces) und Bier (Cerevisiae) ableitet. Aus der Jungsteinzeit stammend, Hefegärung ist für die Herstellung von Bier, Wein, Brot und Biokraftstoff unerlässlich.
Bei der Fermentation werden eine Reihe von Mikroben eingeführt, die den Säure- oder Alkoholgehalt erhöhen; S. cerevisiae Durch die Fermentation wird Stärke in Einfachzucker umgewandelt, den die Hefe dann verbraucht, um Kohlendioxid und Alkohol zu erzeugen.
Einfach ausgedrückt, die Hefe frisst Zucker, während sich die Zellen vermehren. Die Zellen vermehren sich weiter, bis der gesamte Zucker verbraucht und die Hefe verbraucht ist; die Hefe setzt sich dann am Boden des Behälters ab. Dieser Prozess ist der gleiche, egal ob das Endergebnis Alkohol oder Biokraftstoff ist.
Lactobazillen ist das am häufigsten verwendete Bakterium bei der Milchsäuregärung. Der in Fruchtproben enthaltene Zucker produziert auf natürliche Weise Milchsäure, die den pH-Wert senkt und die Anzahl der Mikroorganismen verringert, die wachsen können. So werden Lebensmittel effektiv konserviert. Dies wird häufig beim Einlegen sowie bei der Herstellung von Joghurt und fermentierten Lebensmitteln wie Sauerkraut und Kimchi verwendet.
Milchsäurebakterien kommen natürlicherweise in einigen Lebensmitteln vor und werden hauptsächlich als „Starter“ verwendet, was bedeutet, dass sie den Fermentationsprozess in Gang setzen. Die bereits in der Nahrung enthaltenen Kohlenhydrate halten die Reaktion am Laufen. Aus diesem Grund haben Käse, die unterschiedlich lange „gereift“ sind, unterschiedliche Geschmacksrichtungen.
Alkoholiker vs. Milchsäuregärung
Die Alkoholgärung ist eine chemische Reaktion, bei der Hefe und Zucker verwendet werden, um Energie zu erzeugen, die Sie an Blasen der Lösung sehen können. es kann aerob oder anaerob sein (mit oder ohne Sauerstoff arbeiten). Nachdem das Kohlendioxid entfernt wurde, wird das resultierende Acetaldehyd dann reduziert, um Ethanol zu bilden. Hefe kann Ethanol nicht verstoffwechseln; für die Elternzellen ist es ein Abfallprodukt.
Sie können definieren Milchsäuregärung als der Prozess, der nach der Glykolyse bei der anaeroben Atmung auftritt. Ein Enzym namens Laktatdehydrogenase löst eine Reaktion aus, um die Glykolyse zu starten und dabei Laktat zu bilden.
Dieses Laktat protoniert zu Milchsäure und reichert sich weiter in den Muskelzellen an, bis wieder Sauerstoff zugeführt wird und die aerobe Atmung zurückkehrt. ("Protonat" bedeutet, einem anderen Atom oder Molekül ein Proton hinzuzufügen, wodurch eine Bindung entsteht und das Laktat in ein Säure.) Milchsäuregärung erfolgt durch anaerobe Atmung, die bei Sauerstoffmangel in einem Organismus. Dies verhindert, dass die Muskeln Energie aus der Zellatmung erhalten.
In erster Linie unterscheidet sich die Milchsäuregärung von der Ethylalkoholgärung darin, dass Milchsäure und nicht Ethanol das resultierende Nebenprodukt ist. Wenn sie Sauerstoff ausgesetzt sind, zerfallen Milchsäuremoleküle in Kohlendioxid und Wasser. Bei der Verwendung in der Lebensmittelproduktion baut diese Milchsäure Zucker ab und verhindert so, dass Lebensmittel verderben.
Die Alkoholgärung kann sowohl in Umgebungen mit als auch ohne Sauerstoff stattfinden, mit unterschiedlichen Ergebnissen.
Auswirkungen von Milchsäure auf den Körper
Muskelkater nach dem Training wird durch die Ansammlung von Milchsäure verursacht. Bei regelmäßiger Aktivität kann die Lunge mit dem Sauerstoffbedarf des Körpers Schritt halten, während des Trainings wird jedoch mehr Energie benötigt. Dadurch wird Sauerstoff knapp, sodass die anaerobe Atmung beginnt. Das ist nicht so effizient wie aerobe Atmung, und das Verfahren führt zur Produktion von Milchsäure.
Obwohl oft als Abfall betrachtet, wird Milchsäure dann durch die Leber recycelt, wo sie wieder in Glukose umgewandelt wird. In einigen Fällen kann eine Ansammlung von Milchsäure Übelkeit, Atembeschwerden und Schwäche verursachen. Wenn der Körper keine Zeit hat, sich zu erholen, können sich Harnsäurekristalle an den Gelenken ansammeln und Schmerzen verursachen, die als Gicht bekannt sind.
