Vysvetľujeme, čo je fermentácia, aké sú typy fermentácie, ktoré možno použiť, a rôzne spôsoby jej využitia.
Čo je fermentácia?
Fermentácia je proces oxidácia neúplné, nevyžadujúce žiadny kyslík, aby sa uskutočnilo, a v dôsledku toho produkujúce organickú látku. Ide o proces katabolického typu, teda premenu molekuly komplexné až jednoduché molekuly a ich generovanie chemická energia vo forme ATP (Adenosintrifosfátu).
Fermentácia pozostáva z procesu glykolýza (rozpad molekuly glukózy), ktorý produkuje pyruvát (kyselinu pyrohroznovú) a ktorému chýba kyslík ako receptor pre elektróny produkovaný zvyšok NADH (nikotín adenín dinukleotid), používa organickú látku, ktorá sa musí redukovať, aby sa NADH reoxidoval na NAD +, čím sa nakoniec získa derivát pôvodného substrátu, ktorý sa oxiduje. V závislosti od konečnej látky budú existovať rôzne typy fermentácie.
Tento proces objavil francúzsky chemik Louis Pasteur, ktorý ho opísal ako „Život bez vzduchu“ (La vie sans l'air), pretože sa môže uskutočňovať v neprítomnosti kyslíka mikroorganizmy ako baktérie, droždie, alebo niektoré metazoá a protisti. V tomto procese teda ani mitochondrie ani štruktúry spojené s procesom bunkového dýchania.
V porovnaní s aeróbne dýchanie, fermentácia nie je a metóda veľmi účinný zdroj energie: na jednu spotrebovanú molekulu glukózy sa vyprodukujú iba 2 molekuly ATP, zatiaľ čo dýchaním sa získa 36 až 38.
Tento proces však vykonávajú rôzne bunky nášho tela, aby sme pokryli chvíle nedostatku kyslíka, ako sa to deje vo svalových bunkách, ktoré fermentujú glukózu, keď prívod kyslíka nestačí na to, aby mohol pokračovať v dýchaní.
Druhy fermentácie
Podľa látky získanej na konci fermentačného procesu ju môžeme zaradiť do:
- Alkoholové kvasenie. Ide o proces, ktorý vykonávajú najmä kvasinky, pri ktorom sa z určitých cukrov vyrába určité množstvo alkohol etanolu, oxid uhličitý a ATP. Toto je proces používaný na výrobu alkoholických nápojov.
- Octová fermentácia. Vlastné baktérie rodu Acetobacter, premieňa etylalkohol na octová kyselina, teda ten alkohol v octe. Ide však o aeróbny proces, takže sa môže vyskytnúť vo vínach vystavených pôsobeniu vzduchu.
- Mliečna fermentácia. Pozostáva z čiastočnej oxidácie glukózy, ktorú vykonávajú mliečne baktérie alebo svalové bunky zvierat (keď im dôjde kyslík na dýchanie). Tento proces vytvára ATP, ale produkuje kyselinu mliečnu ako vedľajší produkt, ktorý spôsobuje bolestivý pocit svalovej únavy, keď sa hromadí.
- Maslová fermentácia. Pozostáva z premeny glukózy na kyselinu maslovú a plyn, ktorý mu dodáva typicky nepríjemný zápach. Charakteristicky ho vykonávajú baktérie rodu Clostridium a vyžaduje prítomnosť laktózy.
- Fermentácia butándiolu. Ide o variant mliečnej fermentácie, ktorú vykonávajú Enterobacteriaceae, ktoré uvoľňujú oxid uhličitý a vytvárajú butándiol, bezfarebný a viskózny alkohol.
- Propiónová fermentácia. V tomto proces zasahovať do octová kyselinaoxid uhličitý a kyselina jantárová. Zo všetkých sa získava kyselina propiónová, a látka žieravý so štipľavým zápachom.
Využitie fermentácie
Vína vyžadujú výrobný proces, pri ktorom sa používa alkoholové kvasenie.
Mnoho umelých priemyselných odvetví využíva fermentáciu na získanie určitých látok. Napríklad v potravinársky priemysel syrov sa uskutočňujú procesy propiónovej fermentácie, alebo sa pri konzervácii mnohých druhov požívatín využíva prítomnosť kyseliny mliečnej, ktorá pôsobí ako konzervačná látka v dôsledku mliečneho kvasenia.
Niečo podobné sa deje s alkoholickým priemyslom, či už ide o vína, pivá alebo iné druhy likérov, ktoré si vyžadujú výrobný proces, do ktorého zasahuje alkoholové kvasenie. Na druhej strane, ak niektoré likéry, ako napríklad víno, zostanú dlhšie nezakryté, pridaný kyslík spustí octové kvasenie a nápoj začne byť octový.