Dvije najčešće vrste fermentacije su alkoholičar i mliječnokiselinsko vrenje.
Iako je alkoholno vrenje možda najpoznatije (i to se vidi u mnogim namirnicama i pićima, poput kao vino, pivo, fermentirani čajevi, kruh i kobasice), smatra se da je mliječna kiselina fermentacija najstariji. Fermentirana hrana, poput sira, jogurta, kefira, kiselog kupusa i ukiseljene hrane pronađeni su u gotovo svim kulturama diljem svijeta, unatrag tisuće godina.
Za usporedbu i usporedbu fermentacije mliječne kiseline i alkoholne fermentacije to su reakcije oksidacije-redukcije a uključuju glikolizu.
Alkoholna fermentacija javlja se u mikroorganizmima poput kvasca i pretvara glukozu u energiju koja se oslobađa kao ugljični dioksid. Nastali nusproizvod naziva se etanol (poznat i kao etilni alkohol ili jednostavno alkohol). Mliječnokiselinska fermentacija javlja se u određenim bakterijama, kvascima i mišićnim stanicama te pretvara glukozu u energiju. Njegov nusproizvod je laktat. Mliječnokiselinska fermentacija koristi se i u prehrambenoj industriji, koja koristi bakterije mliječne kiseline.
Uloga kvasca i bakterija u fermentaciji
Fermentacija alkohola često uključuje Saccharomyces cerevisiae, (obično poznat kao pekarski kvasac), a koje svoje ime dobiva od šećera (saccharo), gljivica (myces) i piva (cerevisiae). Datira iz neolitika, fermentacija kvasca je ključan za procese proizvodnje piva, vina, kruha i biogoriva.
Fermentacija uključuje unošenje određenog broja mikroba koji povećavaju razinu kiseline ili alkohola; S. cerevisiae fermentacija pretvara škrob u jednostavne šećere, koje kvasac zatim troši da stvori ugljični dioksid i alkohol.
Jednostavno rečeno, kvasni klisura na šećeru dok se stanice reproduciraju. Stanice se nastavljaju reproducirati sve dok se ne potroši sav šećer i potroši kvasac; kvasac se zatim slegne na dno posude. Ovaj je postupak jednak bez obzira je li krajnji rezultat alkohol ili biogorivo.
Lactobacillus je najčešća bakterija koja se koristi u fermentaciji mliječne kiseline. Šećer prisutan u uzorcima voća prirodno proizvodi mliječnu kiselinu koja snižava pH smanjujući broj mikroorganizama koji mogu rasti. Ovo učinkovito čuva hranu. To se obično koristi u kiseljenju, kao i u proizvodnji jogurta i fermentirane hrane kao što je kiseli kupus i kimchi.
Bakterije mliječne kiseline prirodno se nalaze u nekim namirnicama, a koriste se uglavnom kao „starteri“, što znači da započinju proces fermentacije. Ugljikohidrati koji su već prisutni u hrani održavaju reakciju. Zbog toga sirevi koji su "odležavali" različito vrijeme imaju različite okuse.
Alkoholna vs. Fermentacija mliječne kiseline
Alkoholna fermentacija kemijska je reakcija koja koristi kvasac i šećer za proizvodnju energije, što možete vidjeti kao otopinu koja mjehuri; može biti aerobni ili anaerobni (raditi u prisutnosti ili odsutnosti kisika). Nakon uklanjanja ugljičnog dioksida, rezultirajući acetaldehid se zatim reducira kako bi se dobio etanol. Kvasac ne može metabolizirati etanol; što se tiče matičnih stanica, to je otpadni proizvod.
Možete definirati mliječnokiselinsko vrenje kao proces koji se javlja nakon glikolize u anaerobnom disanju. Enzim nazvan laktat dehidrogenaza potiče reakciju da započne glikolizu, stvarajući pritom laktat.
Ovaj laktat protonira u mliječnu kiselinu i nastavlja se akumulirati u mišićnim stanicama sve dok se kisik ponovno ne uvede i aerobno disanje ne vrati. ("Protonat" znači dodavanje protona drugom atomu ili molekuli, što stvara vezu i pretvara laktat u kiselina.) Mliječna fermentacija događa se anaerobnim disanjem, što se događa kad u anteni nedostaje kisika organizam. To sprečava mišiće da dobivaju energiju iz staničnog disanja.
Prvenstveno se fermentacija mliječne kiseline razlikuje od fermentacije etilnim alkoholom po tome što je nusprodukt mliječna kiselina, a ne etanol. Izložene kisiku, molekule mliječne kiseline raspadaju se na ugljični dioksid i vodu. Kad se koristi u proizvodnji hrane, ova mliječna kiselina razgrađuje šećere, sprječavajući da se hrana kvari.
Alkoholna fermentacija može se odvijati u okruženjima s kisikom i bez njega, s različitim rezultatima.
Učinci mliječne kiseline na tijelo
Bol u mišićima nakon vježbanja uzrokuje nakupljanje mliječne kiseline. Redovitom aktivnošću pluća mogu pratiti potrebe tijela za kisikom, ali tijekom vježbanja potrebno je više energije. Zbog toga kisika nema dovoljno, pa započinje anaerobno disanje. Ovo nije tako učinkovito kao aerobno disanje, a postupak rezultira proizvodnjom mliječne kiseline.
Iako se često smatra otpadom, mliječna kiselina se zatim reciklira kroz jetru gdje se natrag pretvara u glukozu. U nekim slučajevima nakupljanje mliječne kiseline može uzrokovati mučninu, otežano disanje i slabost. Kada se tijelo nema vremena za oporavak, na zglobovima se mogu nakupiti kristali mokraćne kiseline, što uzrokuje bol poznatu kao giht.
