Prečo sú vo fermentácii nárazníky?

Ľudia už od praveku používali etanol - vo víne, pive a iných alkoholických nápojoch - ako rekreačnú drogu. V poslednej dobe sa etanol stáva dôležitým aj ako alternatívne palivo. Či už na ľudskú spotrebu, alebo na spaľovanie v automobiloch, etanol sa vyrába pomocou kvasiniek, mikróbov, ktoré fermentujú cukry a uvoľňujú etanol ako odpadový produkt. Počas tohto procesu sa pridávajú pufre, ktoré pomáhajú stabilizovať pH.

pH

Udržanie stabilného pH alebo koncentrácie vodíkových iónov je rozhodujúce pre dosiahnutie dobrého výťažku z fermentácie. Je to preto, že kvasinky, ktoré kvasia cukry, sú živé organizmy a ich biochémia funguje dobre iba v určitom rozmedzí pH, rovnako ako vy. Ak by ste sa napríklad namočili do kúpeľa s kyselinou sírovou, zabilo by vás to alebo vás zle zranilo. To isté platí pre kvasinky: ak je pH také vysoké alebo nízke, že nedosahuje ich tolerančné rozpätie, mohlo by to brániť ich rastu alebo dokonca ich zabiť.

Oxid uhličitý

Fermentačný proces v kvasniciach má niektoré podobnosti s fermentačným procesom, ktorý prebieha vo vašich svalových bunkách, keď majú nedostatok kyslíka - napríklad keď šprintujete. Vaše bunky uvoľňujú z fermentácie oxid uhličitý a kyselinu mliečnu; kvasinky naopak uvoľňujú oxid uhličitý a etanol. Tento oxid uhličitý je v skutočnosti dôvodom, prečo na výrobu chleba použijete droždie; zachytený plyn vytvára v ceste rozširujúce sa bubliny.

instagram story viewer

Kyselina uhličitá

Vo fermentačnej kadi je koncentrácia CO2 v roztoku vyššia ako obvykle kvôli fermentačnej aktivite. Veľká časť tohto prebytočného CO2 odfukuje. Okysľuje však tiež roztok, pretože rozpustený CO2 sa spája s vodou a vytvára kyselinu uhličitú. Ak by bol roztok príliš kyslý, mohlo by to brzdiť rast kvasiniek. Kvasinky preferujú pH v rozmedzí 4 - 6, preto pekári, pivovary a ďalšie priemyselné odvetvia spoliehajúce sa na fermentáciu používajú pufre na udržanie pH v optimálnom rozmedzí.

Funkcia nárazníkov

Ako stúpa pH, zvyšuje sa rýchlosť, ktorou tlmivá zlúčenina stráca vodíkové ióny (protóny), a aj keď viac tlmivej látky stratilo svoje protóny, pH roztoku sa iba mení mierne. Keď pH klesne, dôjde k opačnému procesu; väčšia časť molekúl pufra prijala protóny a pufor opäť zmierňuje zmenu pH. V zásade tlmivá zlúčenina pomáha „absorbovať“ prebytočnú kyslosť alebo zásaditosť. Hodnota pH sa začne významne meniť až potom, čo bude väčšina tlmivej látky neutralizovaná alebo „spotrebovaná“.

Teachs.ru
  • Zdieľam
instagram viewer