Objašnjavamo što je fermentacija, koje se vrste fermentacije mogu koristiti i različite namjene.
Što je fermentacija?
Fermentacija je proces oksidacija nepotpuna, ne zahtijeva kisik i kao rezultat stvara organsku tvar. To je proces kataboličkog tipa, odnosno transformacija molekule složene do jednostavne molekule i stvaranje kemijska energija u obliku ATP (Adenozin trifosfat).
Fermentacija se sastoji od procesa glikoliza (razgradnja molekule glukoze) koja proizvodi piruvat (pirogrožđanu kiselinu) i kojoj nedostaje kisik kao receptor za elektrona ostatak proizvedenog NADH (nikotin adenin dinukleotid), koristi organsku tvar koja se mora reducirati da reoksidira NADH u NAD +, čime se konačno dobiva derivat početnog supstrata koji se oksidira. Ovisno o konačnoj tvari, bit će različite vrste fermentacije.
Ovaj proces otkrio je francuski kemičar Louis Pasteur, koji ga je opisao kao "život bez zraka" (La vie sans l’air), budući da se može provesti u nedostatku kisika pomoću mikroorganizmi poput bakterije, kvasac, ili neke metazoa i protisti. U ovom procesu, dakle, ni mitohondrije niti strukture povezane s procesom staničnog disanja.
U usporedbi s aerobno disanje, fermentacija nije a metoda vrlo učinkovit izvor energije: samo 2 molekule ATP-a proizvode se po utrošenoj molekuli glukoze, dok se disanje dobiva od 36 do 38.
Međutim, ovaj proces provode različiti Stanice našeg tijela da pokrije trenutke odsutnosti kisika, kao što se događa u mišićnim stanicama koje fermentiraju glukozu kada unos kisika nije dovoljan za nastavak disanja.
Vrste fermentacije
Prema tvari dobivenoj na kraju procesa fermentacije, možemo je podijeliti na:
- Alkoholna fermentacija. To je proces koji uglavnom provode kvasci, u kojem se iz određenih šećera proizvodi određena količina alkoholnog etanola, ugljični dioksid i ATP. Ovo je postupak koji se koristi za proizvodnju alkoholnih pića.
- Octena fermentacija. Vlastita od bakterija iz roda Acetobacter, pretvara etilni alkohol u octena kiselina, odnosno alkohol u octu. To je, međutim, aerobni proces, pa se može pojaviti u vinima izloženim zrak.
- Mliječna fermentacija. Sastoji se od djelomične oksidacije glukoze koju provode mliječne bakterije ili životinjske mišićne stanice (kada im ponestane kisika za disanje). Ovaj proces stvara ATP, ali proizvodi mliječnu kiselinu kao nusproizvod, koja stvara bolan osjećaj umora mišića kada se nakuplja.
- Maslačna fermentacija. Sastoji se od pretvorbe glukoze u maslačnu kiselinu i plin, koji mu daje tipično neugodan miris. Karakteristično ga provode bakterije iz roda Clostridium a zahtijeva prisutnost laktoze.
- Butandiolna fermentacija. To je varijanta mliječne fermentacije koju provode Enterobacteriaceae koje oslobađaju ugljični dioksid i stvaraju butandiol, bezbojni i viskozni alkohol.
- Propionska fermentacija. U ovome postupak intervenirati octena kiselina, ugljični dioksid i jantarna kiselina. Dobiva se iz svih njih propionska kiselina, a tvar korozivno s oštrim mirisom.
Upotreba fermentacije
Vina zahtijevaju proces proizvodnje u kojem se koristi alkoholno vrenje.
Mnoge industrije koje je stvorio čovjek koriste prednosti fermentacije za dobivanje određenih tvari. Na primjer, u prehrambene industrije sira provode se procesi propionske fermentacije ili se u konzerviranju mnogih vrsta jestivih namirnica koristi prisutnost mliječne kiseline, koja djeluje kao konzervans, zbog mliječne fermentacije.
Nešto slično događa se i s alkoholnom industrijom, kako za vina, tako i za pivo ili druge vrste likera, za koje je potreban proizvodni proces u kojem intervenira alkoholno vrenje. S druge strane, ako se neke likere poput vina ostave nepokrivene dulje vrijeme, dodani kisik će pokrenuti octenu fermentaciju i piće će postati octeno.