Selgitame, mis on kääritamine, millised on kasutatavad kääritamise tüübid ja erinevad kasutusalad.
Mis on kääritamine?
Käärimine on protsess, oksüdatsioon mittetäielik, ei vaja hapnikku ja mille tulemusena tekib orgaaniline aine. See on kataboolset tüüpi protsess, st muundumine molekulid keerukatest lihtsateks molekulideks ja nende tekitamiseks keemiline energia kujul ATP (adenosiintrifosfaat).
Käärimine koosneb protsessist glükolüüs (glükoosi molekuli lagunemine), mis toodab püruvaati (püroviinamarihapet) ja millel puudub hapnik kui retseptorid. elektronid Ülejäänud toodetud NADH (nikotiin-adeniini dinukleotiid) kasutab orgaanilist ainet, mida tuleb redutseerida, et NADH uuesti oksüdeerida NAD +-ks, saades lõpuks algse substraadi derivaadi, mis oksüdeeritakse. Olenevalt lõppainest toimub kääritamine erinevat tüüpi.
Selle protsessi avastas prantsuse keemik Louis Pasteur, kes kirjeldas seda kui "elu ilma õhuta" (La vie sans l’air), kuna seda saab teha hapniku puudumisel mikroorganismid nagu bakterid, pärm, või mõned metazoaanid ja protistid. Selles protsessis ei ole siis kumbki mitokondrid ega ka rakulise hingamise protsessiga seotud struktuure.
Võrreldes aeroobne hingamine, kääritamine ei ole a meetod väga tõhus energiaallikas: iga tarbitud glükoosimolekuli kohta toodetakse ainult 2 ATP molekuli, samal ajal kui hingamine saavutatakse 36-38.
Kuid seda protsessi viivad läbi erinevad rakud meie kehast, et katta hapniku puudumise hetked, nagu see juhtub lihasrakkudes, mis fermenteerivad glükoosi, kui hapnikusisend ei ole hingamise jätkamiseks piisav.
Kääritamise tüübid
Vastavalt fermentatsiooniprotsessi lõpus saadud ainele võime selle klassifitseerida:
- Alkohoolne kääritamine. See on peamiselt pärmseente poolt läbiviidav protsess, mille käigus toodetakse teatud suhkrutest alkoholi etanooli, süsinikdioksiid ja ATP. Seda protsessi kasutatakse alkohoolsete jookide tootmiseks.
- Äädikhape. Perekonna bakterite oma Atsetobakter, muudab etüülalkoholi äädikhape, see tähendab äädikas sisalduvat alkoholi. See on siiski aeroobne protsess, mistõttu võib see esineda veinides, mis puutuvad kokku õhku.
- Piimhappe kääritamine. See koosneb glükoosi osalisest oksüdatsioonist, mille viivad läbi piimhappebakterid või loomade lihasrakud (kui neil hakkab hingamiseks hapnik otsa saama). See protsess tekitab ATP-d, kuid kõrvalsaadusena toodab piimhapet, mille kogunemisel tekib lihaste väsimuse valulik tunne.
- Võihape kääritamine. See koosneb glükoosi muundamisest võihappeks ja gaasiks, millest viimane annab sellele tavaliselt ebameeldiva lõhna. Seda viivad läbi tavaliselt perekonna bakterid Clostridium ja nõuab laktoosi olemasolu.
- Butaandiooli kääritamine. See on piimhappekääritamise variant, mille viivad läbi Enterobacteriaceae, mis vabastavad süsinikdioksiid ja need toodavad butaandiooli, värvitut ja viskoosset alkoholi.
- Propioonne kääritamine. Selles protsessi sekkuda äädikhape, süsinikdioksiid ja merevaikhape. Seda saadakse kõigist neist propioonhape, a aine terava lõhnaga söövitav.
Kääritamise kasutusalad
Veinid nõuavad tootmisprotsessi, milles kasutatakse alkohoolset kääritamist.
Paljud inimtekkelised tööstused kasutavad teatud ainete saamiseks kääritamist. Näiteks sisse toiduainetööstused juustu puhul viiakse läbi propioonkäärimisprotsesse või kasutatakse mitmete söödavate toiduainete säilitamisel piimhapet, mis toimib piimhappekäärimise tõttu säilitusainena.
Midagi sarnast juhtub alkoholitööstusega, nii veinide, õllede kui ka muud tüüpi likööride puhul, mis nõuavad tootmisprotsessi, millesse sekkub alkohoolne käärimine. Teisest küljest, kui mõnda likööri, näiteks veini, jätta pikemaks ajaks katmata, käivitab lisatud hapnik äädikhappelise käärimise ja jook hakkab muutuma äädikaseks.