Ludzie od stuleci używają fermentacji do zmiany charakteru produktów spożywczych. Fermentacja jest energooszczędnym beztlenowym procesem metabolicznym, w którym organizmy przekształcają składniki odżywcze - zwykle węglowodany - w alkohol i kwasy, takie jak kwas mlekowy i kwas octowy.
Fermentacja jest prawdopodobnie najstarszym odkryciem biotechnologicznym znanym człowiekowi. Mikrobrewery mogą być wściekłe, ale ponad 10 000 lat temu ludzkość produkowała piwo, wino, ocet i chleb za pomocą mikroorganizmów, głównie drożdży. Jogurt wytwarzano za pomocą bakterii kwasu mlekowego w mleku, a pleśni używano do produkcji sera, a także wina i piwa. Procesy te są nadal szeroko stosowane do produkcji nowoczesnej żywności. Jednak kultury stosowane obecnie zostały oczyszczone i często genetycznie udoskonalone, aby zachować najbardziej pożądane cechy, a także wytwarzać produkty najwyższej jakości.
Żywność powstająca w wyniku fermentacji
Wiele pokarmów, które spożywasz każdego dnia, powstaje w procesie fermentacji. Niektóre, które możesz znać i regularnie jeść, to ser, jogurt, piwo i chleb. Niektóre inne produkty są mniej powszechne u wielu Amerykanów.
- Kombucha
- Miso
- Kefir
- Kimchi
- tofu
- Salami
- Pokarmy zawierające kwas mlekowy, takie jak kapusta kiszona
Wspólna definicja
Najbardziej znaną definicją fermentacji jest „konwersja cukru do alkoholu (przy użyciu drożdży) pod warunki beztlenowe, takie jak przy produkcji piwa lub wina, octu i cydru. ”Fermentacja należy do najstarszy historyczne procesy biotechnologiczne wykorzystywane przez człowieka do produkcji codziennych produktów spożywczych.
Nadejście fermentacji przemysłowej
W 1897 r. Odkrycie, że enzymy drożdży mogą przekształcać cukier w alkohol, prowadzi do procesów przemysłowych chemikalia takie jak butanol, aceton i glicerol stosowane w produktach codziennego użytku, takich jak zapalniczki, zmywacze do paznokci, i mydło. Procesy fermentacji są nadal stosowane w wielu nowoczesnych organizacjach biotechnologicznych, często do produkcji enzymów do zastosowania w procesach farmaceutycznych, remediacji środowiska i innych procesach przemysłowych.
Paliwo etanolowe powstaje również w drodze fermentacji. Alternatywne źródło paliwa wykorzystuje kukurydzę, trzcinę cukrową i inne rośliny do produkcji gazu. Fermentacja jest również przydatna w przetwarzaniu ścieków. Tutaj ścieki są rozkładane za pomocą tego procesu. Niebezpieczne składniki są usuwane, a pozostały szlam może być przetwarzany na nawozy, podczas gdy gazy wytwarzane podczas procesu stają się biopaliwami.
Biotechnologia
W świecie biotechnologia, termin fermentacja jest używany dość luźno w odniesieniu do wzrostu mikroorganizmów tworzących się w żywności, w warunkach tlenowych lub beztlenowych.
Zbiorniki fermentacyjne (zwane również bioreaktorami) stosowane w procesach fermentacji przemysłowej to zbiorniki szklane, metalowe lub plastikowe które są wyposażone w wskaźniki (i ustawienia), które kontrolują napowietrzanie, szybkość mieszania, temperaturę, pH i inne parametry zainteresowanie. Jednostki mogą być wystarczająco małe do zastosowań stacjonarnych (5–10 L) lub do 10.000 L pojemności w przypadku dużych zastosowań przemysłowych. Takie jednostki fermentacyjne są stosowane w przemyśle farmaceutycznym do wzrostu wyspecjalizowanych czystych kultur bakterii, grzybów i drożdży oraz do produkcji enzymów i leków.
Spojrzenie na zymologię
Sztuka badania fermentacji nazywa się zymologią lub zymurgią. Louis Pasteur, francuski biolog i chemik znany z odkrycia pasteryzacji i zasady szczepień, był jednym z pierwszych zymologów. Pasteur określił fermentację jako „wynik życia bez powietrza”.