Двумя наиболее распространенными типами ферментации являются: алкоголик а также молочнокислое брожение.
Хотя алкогольное брожение может быть наиболее известным (и встречается во многих продуктах и напитках, таких как вино, пиво, ферментированные чаи, хлеб и колбасы), молочнокислое брожение считается самый старый. Ферментированные продуктытакие как сыр, йогурт, кефир, квашеная капуста и маринованные продукты были найдены почти во всех культурах по всему миру на протяжении тысячелетий.
Чтобы сравнить и противопоставить молочнокислое брожение и спиртовое брожение, оба окислительно-восстановительные реакции и вовлекают гликолиз.
Спиртовое брожение происходит в микроорганизмах, таких как дрожжи, и преобразует глюкозу в энергию, которая выделяется в виде углекислого газа. Полученный побочный продукт называется этанолом (также известный как этиловый спирт или просто спирт). Молочнокислое брожение происходит в некоторых бактериях, дрожжевых и мышечных клетках и превращает глюкозу в энергию. Его побочный продукт - лактат. Молочно-кислотное брожение также используется в пищевой промышленности, где используются молочнокислые бактерии.
Роль дрожжей и бактерий в ферментации
Спиртовое брожение часто включает Saccharomyces cerevisiae, (широко известные как пекарские дрожжи), получившие свое название от сахара (сахаро), грибов (myces) и пива (cerevisiae). Начиная с периода неолита, дрожжевое брожение необходим для процессов производства пива, вина, хлеба и биотоплива.
Ферментация предполагает внесение ряда микробов, повышающих уровень кислоты или алкоголя; S. cerevisiae ферментация превращает крахмал в простые сахара, которые затем потребляются дрожжами для образования углекислого газа и спирта.
Проще говоря, дрожжи потребляют сахар во время размножения клеток. Клетки продолжают воспроизводиться до тех пор, пока не будет израсходован весь сахар и дрожжи; затем дрожжи оседают на дно емкости. Этот процесс одинаков, независимо от того, является ли конечный результат алкоголем или биотопливом.
Лактобациллы это наиболее распространенные бактерии, используемые при молочнокислом брожении. Сахар, присутствующий в образцах фруктов, естественным образом производит молочную кислоту, которая снижает pH, уменьшая количество размножающихся микроорганизмов. Это эффективно сохраняет пищу. Это обычно используется при мариновании, а также при производстве йогуртов и ферментированных продуктов, таких как квашеная капуста и кимчи.
Молочнокислые бактерии естественным образом содержатся в некоторых продуктах питания и используются в основном в качестве «заквасок», что означает, что они запускают процесс ферментации. Углеводы, уже присутствующие в пище, поддерживают реакцию. Вот почему сыры, «выдержанные» в течение разного времени, имеют разный вкус.
Алкогольные vs. Молочная ферментация
Спиртовое брожение - это химическая реакция, при которой дрожжи и сахар производят энергию, которую можно увидеть в виде пузырьков раствора; он может быть аэробным или анаэробным (работа в присутствии или в отсутствие кислорода). После удаления диоксида углерода образовавшийся ацетальдегид восстанавливается с образованием этанола. Дрожжи не могут метаболизировать этанол; что касается родительских клеток, то это отходы.
Вы можете определить молочнокислое брожение как процесс, происходящий после гликолиза при анаэробном дыхании. Фермент, называемый лактатдегидрогеназой, вызывает реакцию, запускающую гликолиз, образуя при этом лактат.
Этот лактат протонирует в молочную кислоту и продолжает накапливаться в мышечных клетках до тех пор, пока не вернется кислород и не вернется аэробное дыхание. («Протонат» означает присоединение протона к другому атому или молекуле, что создает связь и превращает лактат в кислоты.) Молочная ферментация происходит посредством анаэробного дыхания, которое происходит при недостатке кислорода в организм. Это предотвращает получение мышцами энергии от клеточного дыхания.
В первую очередь, молочная ферментация отличается от ферментации этилового спирта тем, что молочная кислота, а не этанол, является побочным продуктом. Под воздействием кислорода молекулы молочной кислоты распадаются на углекислый газ и воду. При использовании в производстве продуктов питания эта молочная кислота расщепляет сахара, предотвращая порчу продуктов.
Спиртовое брожение может происходить как в среде с кислородом, так и без него, с разными результатами.
Воздействие молочной кислоты на организм
Мышечная болезненность после тренировки вызвана накоплением молочной кислоты. При регулярной активности легкие могут удовлетворять потребности организма в кислороде, но во время упражнений требуется больше энергии. Это оставляет кислород в дефиците, поэтому начинается анаэробное дыхание. Это не так эффективно, как аэробного дыхания, и процесс приводит к производству молочной кислоты.
Хотя молочная кислота часто считается отходами, она затем возвращается в печень, где снова превращается в глюкозу. В некоторых случаях накопление молочной кислоты может вызвать тошноту, затрудненное дыхание и слабость. Когда организм не успевает восстановиться, кристаллы мочевой кислоты могут накапливаться в суставах, вызывая боль, известную как подагра.