Kaksi yleisintä käymistyyppiä ovat alkoholisti ja maitohappokäyminen.
Vaikka alkoholikäyminen voi olla tunnetuin (ja sitä nähdään monissa elintarvikkeissa ja juomissa, kuten kuten viiniä, olutta, käyneitä teitä, leipää ja makkaroita), maitohappokäymisen uskotaan olevan vanhin. Fermentoidut elintarvikkeetkuten juustoa, jogurttia, kefiriä, hapankaalia ja suolakurkkua on löydetty melkein kaikista kulttuureista ympäri maailmaa, tuhansia vuosia sitten.
Maitohappofermentaation ja alkoholifermentaation vertailemiseksi ja vertaamiseksi molemmat ovat hapetus-pelkistysreaktiot ja siihen liittyy glykolyysi.
Alkoholin käyminen esiintyy mikro-organismeissa, kuten hiivassa, ja muuntaa glukoosin energiaksi, joka vapautuu hiilidioksidina. Tuloksena olevaa sivutuotetta kutsutaan etanoliksi (tunnetaan myös nimellä etyylialkoholi tai yksinkertaisesti alkoholi). Maitohappokäyminen esiintyy tietyissä bakteereissa, hiivoissa ja lihassoluissa ja muuntaa glukoosin energiaksi. Sen sivutuote on laktaatti. Maitohappofermentaatiota käytetään myös elintarviketeollisuudessa, joka käyttää maitohappobakteereja.
Hiivan ja bakteerien rooli käymisessä
Alkoholin käymiseen liittyy usein Saccharomyces cerevisiae, (yleisesti tunnettu leipomohiivana), joka on saanut nimensä sokerista (saccharo), sienestä (myces) ja oluesta (cerevisiae). Neoliittisesta ajasta, hiivan käyminen on oluen, viinin, leivän ja biopolttoaineiden tuotantoprosessien kannalta välttämätöntä.
Fermentaatioon liittyy joukko mikrobeja, jotka lisäävät hapon tai alkoholin määrää; S. cerevisiae käyminen muuntaa tärkkelyksen yksinkertaisiksi sokereiksi, jotka hiiva kuluttaa sitten hiilidioksidin ja alkoholin muodostamiseen.
Yksinkertaisesti sanottuna hiiva rotkaa sokeria solujen lisääntyessä. Solut lisääntyvät, kunnes kaikki sokeri on kulunut ja hiiva on käytetty; sitten hiiva laskeutuu astian pohjaan. Tämä prosessi on sama riippumatta siitä, onko lopputulos alkoholi vai biopolttoaine.
Lactobacillus on yleisin maitohappokäymisessä käytetty bakteeri. Hedelmänäytteissä oleva sokeri tuottaa luonnollisesti maitohappoa, joka alentaa pH: ta ja vähentää siten kasvavien mikro-organismien määrää. Tämä säilyttää tehokkaasti ruokaa. Tätä käytetään yleisesti peittauksessa sekä jogurtin ja fermentoitujen elintarvikkeiden, kuten hapankaalin ja kimchin, valmistuksessa.
Maitohappobakteereja esiintyy luonnollisesti joissakin elintarvikkeissa, ja niitä käytetään pääasiassa alkupaloina, mikä tarkoittaa, että käymisprosessi alkaa. Ruoassa jo olevat hiilihydraatit pitävät reaktion käynnissä. Siksi juustoilla, jotka ovat "ikääntyneet" useita aikoja, on erilaiset makut.
Alkoholi vs. Maitohapon käyminen
Alkoholikäyminen on kemiallinen reaktio, joka käyttää hiivaa ja sokeria energian tuottamiseen, jonka voit nähdä liuoksen kuplina; se voi olla aerobinen tai anaerobinen (työ hapen läsnä ollessa tai ilman). Kun hiilidioksidi on poistettu, tuloksena oleva asetaldehydi pelkistetään etanolin muodostamiseksi. Hiiva ei voi metaboloida etanolia; emosolujen osalta se on jätetuote.
Voit määrittää maitohappokäyminen prosessina, joka tapahtuu glykolyysin jälkeen anaerobisessa hengityksessä. Laktaattidehydrogenaasiksi kutsuttu entsyymi aiheuttaa reaktion glykolyysin aloittamiseksi muodostaen laktaatin prosessissa.
Tämä laktaattiprotonoituu maitohapoksi ja kerääntyy edelleen lihassoluihin, kunnes happi palaa takaisin ja aerobinen hengitys palaa. ("Protonaatti" tarkoittaa protonin lisäämistä toiseen atomiin tai molekyyliin, mikä luo sidoksen ja muuttaa laktaatin maitohappo käyminen tapahtuu anaerobisen hengityksen kautta, joka tapahtuu, kun hapessa on puutetta organismi. Tämä estää lihaksia saamasta energiaa soluhengityksestä.
Ensisijaisesti maitohappofermentaatio eroaa etyylialkoholikäymisestä siinä, että syntynyt sivutuote on maitohappo etanolin sijasta. Kun happea altistetaan, maitohappomolekyylit hajoavat hiilidioksidiksi ja vedeksi. Elintarviketuotannossa käytettynä tämä maitohappo hajottaa sokerit ja estää ruoan pilaantumisen.
Alkoholikäyminen voi tapahtua ympäristöissä sekä hapen kanssa että ilman happea, ja tulokset ovat erilaiset.
Maitohapon vaikutukset elimistöön
Liikunnan jälkeen koetut lihaskiput johtuvat maitohapon kertymisestä. Säännöllisellä toiminnalla keuhkot voivat pysyä kehon happitarpeessa, mutta liikunnan aikana tarvitaan enemmän energiaa. Tämä jättää happea vähäiseksi, joten anaerobinen hengitys alkaa. Tämä ei ole yhtä tehokasta kuin aerobinen hengitysja prosessi johtaa maitohapon tuotantoon.
Vaikka maitohappoa pidetään usein jätteenä, se kierrätetään sitten maksan läpi, jossa se muuttuu takaisin glukoosiksi. Joissakin tapauksissa maitohapon kertyminen voi aiheuttaa pahoinvointia, hengitysvaikeuksia ja heikkoutta. Kun keholla ei ole aikaa toipua, virtsahappokiteet voivat kerääntyä niveliin aiheuttaen kipua.