De to vanligste typene av gjæring er alkoholiker og melkesyregjæring.
Mens alkoholholdig gjæring kan være den mest kjente (og ses i mange matvarer og drikkevarer, for eksempel som vin, øl, gjæret te, brød og pølser), antas melkesyregjæring å være den eldste. Fermentert mat, som ost, yoghurt, kefir, surkål og syltet mat har blitt funnet i nesten alle kulturer over hele verden, og går tusenvis av år tilbake.
For å sammenligne og kontrastere melkesyregjæring og alkoholgjæring, er begge oksidasjonsreduksjonsreaksjoner og involverer glykolyse.
Alkoholgjæring forekommer i mikroorganismer som gjær og omdanner glukose til energi, som frigjøres som karbondioksid. Det resulterende biproduktet kalles etanol (også kjent som etylalkohol eller bare alkohol). Melkesyregjæring forekommer i visse bakterier, gjær og muskelceller og omdanner glukose til energi. Dets biprodukt er laktat. Melkesyregjæring brukes også i næringsmiddelindustrien, som bruker melkesyrebakterier.
Gjærens og bakteriens rolle i gjæring
Alkoholgjæring innebærer ofte Saccharomyces cerevisiae, (ofte kjent som bakergjær), som stammer fra sukker (sakkaro), sopp (myces) og øl (cerevisiae). Dateres tilbake til yngre steinalder, gjærgjæring er viktig for prosessene med å produsere øl, vin, brød og biodrivstoff.
Fermentering innebærer innføring av et antall mikrober som øker nivået av syre eller alkohol; S. cerevisiae gjæring omdanner stivelse til enkle sukkerarter, som gjæren deretter bruker for å skape karbondioksid og alkohol.
Enkelt sagt, gjæren kløfter på sukker når cellene reproduserer. Cellene fortsetter å reprodusere til alt sukker er konsumert og gjæren er brukt; gjæren legger seg deretter til bunnen av beholderen. Denne prosessen er den samme enten sluttresultatet er alkohol eller biodrivstoff.
Lactobacillus er den vanligste bakterien som brukes i melkesyregjæring. Sukkeret i fruktprøver produserer naturlig melkesyre, som senker pH, og reduserer antall mikroorganismer som kan vokse. Dette bevarer effektivt mat. Dette brukes ofte ved sylting så vel som i produksjonen av yoghurt og gjæret mat som surkål og kimchi.
Melkesyrebakterier finnes naturlig i noen matvarer og brukes hovedsakelig som "forretter", noe som betyr at de får gjæringsprosessen i gang. Karbohydratene som allerede finnes i maten holder reaksjonen i gang. Dette er grunnen til at oster som har "eldet" seg i forskjellige mengder tid, har forskjellige smaker.
Alkoholholdige vs. Melkesyregjæring
Alkoholgjæring er en kjemisk reaksjon som bruker gjær og sukker til å produsere energi, som du kan se når løsningen bobler; det kan være aerobt eller anaerobt (arbeid i nærvær eller fravær av oksygen). Etter at karbondioksidet er fjernet, reduseres det resulterende acetaldehydet til dannelse av etanol. Gjær kan ikke metabolisere etanol; når det gjelder foreldercellene, er det et avfallsprodukt.
Du kan definere melkesyregjæring som prosessen som skjer etter glykolyse i anaerob respirasjon. Et enzym kalt laktatdehydrogenase ber om en reaksjon for å starte glykolyse, og danner laktat i prosessen.
Dette laktatet protonerer ut i melkesyre og fortsetter å akkumuleres i muskelceller til oksygen er gjeninnført og aerob respirasjon kommer tilbake. ("Protonat" betyr å legge til en proton til et annet atom eller molekyl, som skaper en binding og transformerer laktatet til en syre.) Laktisk gjæring skjer gjennom anaerob respirasjon, som oppstår når det er mangel på oksygen i en organisme. Dette forhindrer at muskler får energi fra cellulær respirasjon.
Primært skiller melkesyregjæring seg fra etylalkoholfermentering ved at melkesyre, i stedet for etanol, er det resulterende biproduktet. Når de blir utsatt for oksygen, brytes melkesyremolekyler ned i karbondioksid og vann. Når det brukes i matproduksjon, bryter denne melkesyren ned sukker, og forhindrer at mat ødelegges.
Alkoholgjæring kan finne sted i miljøer både med og uten oksygen, med forskjellige resultater.
Virkninger av melkesyre på kroppen
Muskelsår som oppleves etter trening er forårsaket av oppbygging av melkesyre. Med regelmessig aktivitet kan lungene holde tritt med kroppens oksygenbehov, men under trening kreves mer energi. Dette etterlater oksygen mangelvare, så anaerob respirasjon begynner. Dette er ikke så effektivt som aerobisk respirasjonog prosessen resulterer i produksjon av melkesyre.
Selv om det ofte betraktes som avfall, resirkuleres melkesyre gjennom leveren der den omdannes til glukose. I noen tilfeller kan opphopning av melkesyre føre til kvalme, pustevansker og svakhet. Når kroppen ikke har tid til å komme seg, kan urinsyre krystaller bygge seg opp på leddene og forårsake smerte kjent som gikt.