Mis on alkohoolse ja piimhappe kääritamine?

Kaks kõige tavalisemat fermentatsioonitüüpi on alkohoolik ja piimhappe kääritamine.

Kuigi alkohoolne kääritamine võib olla kõige tuntum (ja seda näeb paljudes toitudes ja jookides, näiteks) nagu vein, õlu, kääritatud teed, leib ja vorstid), peetakse piimhappe kääritamist vanim. Kääritatud toidud, nagu juust, jogurt, keefir, hapukapsas ja marineeritud toidud, on leitud peaaegu kõigist kultuuridest kogu maailmas, tuhandeid aastaid tagasi.

Piimhappe kääritamise ja alkohoolse kääritamise võrdlemiseks ja vastandamiseks on mõlemad oksüdatsiooni-redutseerimise reaktsioonid ja hõlmab glükolüüsi.

Alkoholi kääritamine esineb mikroorganismides nagu pärm ja muundab glükoosi energiaks, mis eraldub süsinikdioksiidina. Saadud kõrvalprodukti nimetatakse etanooliks (tuntud ka kui etüülalkohol või lihtsalt alkohol). Piimhappe kääritamine esineb teatud bakterites, pärmi- ja lihasrakkudes ning muundab glükoosi energiaks. Selle kõrvalprodukt on laktaat. Piimhappe kääritamist kasutatakse ka toiduainetööstuses, kus kasutatakse piimhappebaktereid.

Alkoholi kääritamine hõlmab sageli Saccharomyces cerevisiae, (üldtuntud kui pagaripärm), mis on oma nime saanud suhkrust (saccharo), seenest (myces) ja õllest (cerevisiae). Neoliitikumi ajast pärmi käärimine on õlle, veini, leiva ja biokütuse tootmise jaoks hädavajalik.

Fermentatsioon hõlmab paljude mikroobide sissetoomist, mis suurendavad happe või alkoholi taset; S. cerevisiae kääritamisel muundatakse tärklis lihtsateks suhkruteks, mida pärm tarbib seejärel süsinikdioksiidi ja alkoholi loomiseks.

Lihtsamalt öeldes, pärm sööb suhkrut rakkude paljunemisel. Rakud paljunevad seni, kuni kogu suhkur on ära kulutatud ja pärm on kulutatud; seejärel asetub pärm anuma põhja. See protsess on sama, olenemata sellest, kas lõpptulemuseks on alkohol või biokütus.

Lactobacillus on kõige tavalisem piimhappe kääritamisel kasutatav bakter. Puuviljaproovides sisalduv suhkur toodab loomulikult piimhapet, mis alandab pH-d, vähendades kasvada võivate mikroorganismide arvu. See hoiab tõhusalt toitu. Seda kasutatakse tavaliselt nii marineerimisel kui ka jogurti ja kääritatud toiduainete nagu hapukapsas ja kimchi tootmisel.

Piimhappebaktereid leidub mõnes toidus looduslikult ja neid kasutatakse peamiselt starteritena, see tähendab, et nad saavad käärimisprotsessi käima. Toidus juba sisalduvad süsivesikud hoiavad reaktsiooni käimas. Sellepärast on juustudel, mis on „laagerdunud” erinevat aega, erinevad maitsed.

Alkoholi kääritamine on keemiline reaktsioon, mis kasutab pärmi ja suhkrut energia tootmiseks, mida näete lahuse mullidena; see võib olla aeroobne või anaeroobne (töötada hapniku manulusel või puudumisel). Pärast süsinikdioksiidi eemaldamist redutseeritakse saadud atsetaldehüüd etanooliks. Pärm ei saa etanooli metaboliseerida; mis puutub vanemrakkudesse, on see jääkaine.

Saate määratleda piimhappe kääritamine kui protsess, mis toimub pärast glükolüüsi anaeroobses hingamises. Ensüüm nimega laktaatdehüdrogenaas kutsub esile reaktsiooni glükolüüsi alustamiseks, moodustades selle käigus laktaadi.

See laktaatprotoneerub piimhappeks ja jätkab akumuleerumist lihasrakkudes, kuni hapnik taastub ja aeroobne hingamine taastub. ("Protonaat" tähendab prootoni lisamist teisele aatomile või molekulile, mis loob sideme ja muudab laktaadi ). Piimakääritamine toimub anaeroobse hingamise kaudu, mis tekib siis, kui hapnikupuuduses organism. See hoiab ära lihased rakuhingamisest energia saamise.

Peamiselt erineb piimhappe kääritamine etüülalkoholi kääritamisest selle poolest, et selle tulemusena saadakse pigem piimhape kui etanool. Hapnikuga kokkupuutel lagunevad piimhappe molekulid süsinikdioksiidiks ja veeks. Toiduainete tootmisel lagundab see piimhape suhkruid, vältides toidu riknemist.

Alkoholi kääritamine võib toimuda nii hapnikuga kui ka hapnikuta keskkonnas, mille tulemused on erinevad.

Pärast treeningut kogetud lihasvalu on põhjustatud piimhappe kogunemisest. Regulaarse aktiivsuse korral suudavad kops keha hapnikuvajadusega sammu pidada, kuid treeningu ajal on vaja rohkem energiat. See jätab hapniku defitsiidi, nii et algab anaeroobne hingamine. See pole nii tõhus kui aeroobne hingamineja protsessi tulemusena saadakse piimhape.

Kuigi piimhapet peetakse sageli jäätmeteks, ringlusse lastakse see seejärel maksa kaudu, kus see muundatakse tagasi glükoosiks. Mõnel juhul võib piimhappe kogunemine põhjustada iiveldust, hingamisraskusi ja nõrkust. Kui kehal pole aega taastuda, võivad liigestele koguneda kusihappekristallid, mis põhjustavad podagra nime all tuntud valu.