A fermentáció két leggyakoribb típusa a alkohol függő és tejsav fermentáció.
Míg az alkoholos erjesztés lehet a legismertebb (és sok ételben és italban, például mint bor, sör, erjesztett teák, kenyér és kolbász), a tejsav-erjesztést vélik a legrégebbi. Erjesztett ételek, például sajtot, joghurtot, kefirt, savanyú káposztát és savanyú ételeket a világ szinte minden kultúrájában találtak, évezredekre visszamenőleg.
A tejsav fermentáció és az alkoholos fermentáció összehasonlítása és összehasonlítása mindkettő oxidációs-redukciós reakciók és magában foglalja a glikolízist.
Alkohol fermentáció mikroorganizmusokban fordul elő, mint például az élesztő, és átalakítja a glükózt energiává, amely szén-dioxidként szabadul fel. A kapott mellékterméket etanolnak (más néven etil-alkoholnak vagy egyszerűen alkoholnak) nevezzük. Tejsav fermentáció bizonyos baktériumokban, élesztő- és izomsejtekben fordul elő, és a glükózt energiává alakítja. Mellékterméke a laktát. A tejsavfermentációt az élelmiszeriparban is használják, amely tejsavbaktériumokat használ.
Az élesztő és a baktériumok szerepe az erjesztésben
Az alkohol erjesztése gyakran magában foglalja Saccharomyces cerevisiae, (közismert nevén sütőélesztő), amely nevét cukorról (saccharo), gombáról (myces) és sörről (cerevisiae) kapta. A neolitikumig nyúlik vissza, élesztő fermentáció nélkülözhetetlen a sör, bor, kenyér és bioüzemanyagok előállításához.
Az erjesztés számos olyan mikroba bevezetésével jár, amelyek növelik a sav vagy az alkohol szintjét; S. cerevisiae az erjesztés a keményítőt egyszerű cukrokká alakítja, amelyet az élesztő szén-dioxid és alkohol előállításához használ fel.
Egyszerűen fogalmazva: az élesztő szaporodik a cukoron, amikor a sejtek szaporodnak. A sejtek addig folytatják a szaporodást, amíg az összes cukrot el nem fogyasztják és az élesztőt el nem töltik; az élesztő ezután leülepszik a tartály aljára. Ez a folyamat ugyanaz, függetlenül attól, hogy a végeredmény alkohol vagy bioüzemanyag.
Lactobacillus a tejsavfermentációban leggyakrabban használt baktériumok. A gyümölcsmintákban jelen lévő cukor természetesen tejsavat termel, amely csökkenti a pH-t, csökkentve a növekedni képes mikroorganizmusok számát. Ez hatékonyan megőrzi az ételeket. Ezt általában használják a pácoláshoz, valamint joghurt és erjesztett ételek, például savanyú káposzta és kimchi előállításához.
A tejsavbaktériumok természetesen megtalálhatók egyes élelmiszerekben, és főként „indítóként” használják őket, vagyis elindítják az erjedés folyamatát. Az ételben már jelen lévő szénhidrátok tovább tartják a reakciót. Ezért a különböző ideig „érlelt” sajtok különböző ízűek.
Alkoholos vs. Tejsav fermentáció
Az alkohol fermentáció egy kémiai reakció, amelynek során élesztőt és cukrot használnak fel az energia előállításához, amelyet az oldat buborékként láthat; lehet aerob vagy anaerob (oxigén jelenlétében vagy hiányában dolgozni). A szén-dioxid eltávolítása után a kapott acetaldehidet etanollá redukáljuk. Az élesztő nem képes metabolizálni az etanolt; ami a szülősejteket illeti, salakanyag.
Megadhatja tejsav fermentáció mint anaerob légzésben a glikolízis után bekövetkező folyamat. A laktát-dehidrogenáz nevű enzim reakciót indít a glikolízis elindítására, és a folyamat során laktát képződik.
Ez a laktát protonálódik tejsavvá, és addig halmozódik fel az izomsejtekben, amíg az oxigén vissza nem tér és az aerob légzés visszatér. (A "protonát" azt jelenti, hogy protont adunk egy másik atomhoz vagy molekulához, amely kötést hoz létre és a laktátot sav.) A tejsavas erjedés anaerob légzéssel történik, amely akkor következik be, amikor oxigénhiány van egy szervezet. Ez megakadályozza, hogy az izmok energiát kapjanak a sejtek légzéséből.
Elsõsorban a tejsav fermentáció abban különbözik az etil-alkohol fermentációtól, hogy az eredõ melléktermék az etanol helyett a tejsav. Oxigén hatására a tejsavmolekulák szén-dioxiddá és vízzé bomlanak. Élelmiszer-előállítás során ez a tejsav lebontja a cukrokat, megakadályozva az étel romlását.
Az alkohol erjedése oxigénnel és anélkül is megvalósulhat, eltérő eredménnyel.
A tejsav testre gyakorolt hatása
Az edzés után tapasztalt izomfájdalmat a tejsav felhalmozódása okozza. Rendszeres aktivitással a tüdő képes lépést tartani a test oxigénigényével, de edzés közben több energiára van szükség. Ez oxigénhiányt hagy, így anaerob légzés kezdődik. Ez nem olyan hatékony, mint aerob légzés, és a folyamat tejsav termelődését eredményezi.
Bár gyakran hulladéknak tekintik, a tejsavat ezután a májban újrafeldolgozzák, ahol visszaállítják glükózzá. Bizonyos esetekben a tejsav felhalmozódása hányingert, légzési nehézségeket és gyengeséget okozhat. Ha a testnek nincs ideje felépülni, a húgysav kristályok felhalmozódhatnak az ízületeken, ami köszvénynek nevezett fájdalmat okozhat.