Divi visbiežāk sastopamie fermentācijas veidi ir alkoholiķis un pienskābes fermentācija.
Kaut arī alkoholiskā fermentācija var būt vispazīstamākā (un tā ir redzama daudzos pārtikas produktos un dzērienos, piemēram) kā vīns, alus, raudzētas tējas, maize un desas), tiek uzskatīts, ka pienskābes fermentācija ir vecākais. Fermentēti pārtikas produkti, piemēram, siers, jogurts, kefīrs, skābēti kāposti un marinēti ēdieni ir atrasti gandrīz visās kultūrās visā pasaulē, meklējot tūkstošiem gadu atpakaļ.
Lai salīdzinātu un salīdzinātu pienskābes fermentāciju un spirta fermentāciju, abi ir oksidēšanās-reducēšanās reakcijas un ietver glikolīzi.
Alkohola fermentācija notiek mikroorganismos, piemēram, raugā, un pārvērš glikozi enerģijā, kas izdalās kā oglekļa dioksīds. Iegūto blakusproduktu sauc par etanolu (pazīstams arī kā etilspirts vai vienkārši spirts). Pienskābes fermentācija notiek dažās baktērijās, rauga un muskuļu šūnās un pārvērš glikozi enerģijā. Tās blakusprodukts ir laktāts. Piena skābes fermentāciju izmanto arī pārtikas rūpniecībā, kurā tiek izmantotas pienskābes baktērijas.
Rauga un baktēriju loma fermentācijā
Alkohola fermentācija bieži ietver Saccharomyces cerevisiae, (parasti pazīstams kā maizes raugs), kura nosaukums radies no cukura (saccharo), sēnītes (myces) un alus (cerevisiae). Neolīta laikmetā, rauga fermentācija ir būtiska alus, vīna, maizes un biodegvielas ražošanas procesos.
Fermentācija ietver vairāku mikrobu ievadīšanu, kas palielina skābes vai alkohola līmeni; S. cerevisiae fermentējot cieti pārvērš vienkāršos cukuros, kurus pēc tam raugs patērē, lai radītu oglekļa dioksīdu un spirtu.
Vienkārši sakot, raugi, kad šūnas vairojas, aizšķērso cukuru. Šūnas turpina vairoties, līdz tiek iztērēts viss cukurs un iztērēts raugs; tad raugs nosēžas konteinera apakšā. Šis process ir vienāds neatkarīgi no tā, vai gala rezultāts ir alkohols vai biodegviela.
Lactobacillus ir visizplatītākās baktērijas, kuras lieto pienskābes fermentācijā. Augļu paraugos esošais cukurs dabiski ražo pienskābi, kas pazemina pH līmeni, samazinot augošo mikroorganismu skaitu. Tas efektīvi saglabā pārtiku. To parasti izmanto marinēšanā, kā arī jogurta un raudzētu pārtikas produktu, piemēram, skābētu kāpostu un kimči, ražošanā.
Pienskābes baktērijas dabiski atrodamas dažos pārtikas produktos, un tās galvenokārt izmanto kā “starterus”, kas nozīmē, ka tās sāk fermentācijas procesu. Ogļhidrāti, kas jau ir pārtikā, uztur reakciju. Tāpēc sieriem, kas ir “novecojuši” dažādus laika periodus, ir atšķirīga garša.
Alkoholiķis vs. Pienskābes fermentācija
Alkohola fermentācija ir ķīmiska reakcija, kurā enerģijas ražošanai izmanto raugu un cukuru, kuru jūs varat redzēt kā šķīduma burbuļus; tas var būt aerobs vai anaerobs (strādāt skābekļa klātbūtnē vai bez tā). Pēc oglekļa dioksīda atdalīšanas iegūto acetaldehīdu reducē, veidojot etanolu. Raugs nespēj metabolizēt etanolu; ciktāl tas attiecas uz vecāku šūnām, tas ir atkritumu produkts.
Jūs varat definēt pienskābes fermentācija kā process, kas notiek pēc glikolīzes anaerobā elpošanā. Ferments, ko sauc par laktāta dehidrogenāzi, izraisa reakciju, lai sāktu glikolīzi, procesā veidojot laktātu.
Šis laktāts protonējas pienskābē un turpina uzkrāšanos muskuļu šūnās, līdz skābeklis atkal tiek ievadīts un atgriežas aerobā elpošana. ("Protonāts" nozīmē protona pievienošanu citam atomam vai molekulai, kas rada saiti un laktātu pārveido par skābes.) Piena fermentācija notiek caur anaerobu elpošanu, kas notiek, ja skābeklī trūkst skābekļa. organisms. Tas neļauj muskuļiem iegūt enerģiju no šūnu elpošanas.
Pienskābes fermentācija no etilspirta fermentācijas galvenokārt atšķiras ar to, ka blakusprodukts ir pienskābe, nevis etanols. Saskaroties ar skābekli, pienskābes molekulas sadalās oglekļa dioksīdā un ūdenī. Lietojot pārtikas ražošanā, šī pienskābe noārda cukurus, novēršot pārtikas sabojāšanos.
Alkohola fermentācija var notikt vidē gan ar skābekli, gan bez tā, ar atšķirīgiem rezultātiem.
Pienskābes ietekme uz ķermeni
Muskuļu sāpīgumu, ko piedzīvo pēc fiziskās slodzes, izraisa pienskābes uzkrāšanās. Veicot regulāru darbību, plaušas var sekot līdzi ķermeņa skābekļa patēriņam, taču fiziskās slodzes laikā ir nepieciešams vairāk enerģijas. Tas atstāj skābekļa deficītu, tāpēc sākas anaerobā elpošana. Tas nav tik efektīvi kā aerobā elpošana, un procesa rezultātā rodas pienskābe.
Lai arī pienskābi bieži uzskata par atkritumiem, tā pārstrādā caur aknām, kur tā atkal tiek pārveidota par glikozi. Dažos gadījumos pienskābes uzkrāšanās var izraisīt nelabumu, apgrūtinātu elpošanu un nespēku. Kad ķermenim nav laika atjaunoties, uz locītavām var uzkrāties urīnskābes kristāli, kas izraisa sāpes, kas pazīstamas kā podagra.