Ľudia už po stáročia používajú fermentáciu na zmenu charakteru potravín. Fermentácia je energeticky efektívny anaeróbny metabolický proces, pri ktorom organizmy premieňajú živiny - typicky uhľohydráty - na alkohol a kyseliny, ako je kyselina mliečna a kyselina octová.
Fermentácia je pravdepodobne najstarším biotechnologickým objavom, ktorý človek pozná. Mikropivovary môžu byť zúrivosťou, ale pred viac ako 10 000 rokmi ľudstvo vyrábalo pivo, víno, ocot a chlieb pomocou mikroorganizmov, predovšetkým kvasiniek. Jogurt sa vyrábal pomocou mliečnych baktérií v mlieku a na výrobu syra sa používali plesne, ktoré sa vyrábali spolu s vínom a pivom. Tieto procesy sa v súčasnosti stále hojne používajú na výrobu moderných potravín. Kultúry, ktoré sa dnes používajú, však boli vyčistené a často geneticky rafinované, aby sa zachovali najžiadanejšie vlastnosti a zároveň sa produkovali produkty najvyššej kvality.
Potraviny tvorené fermentáciou
Mnoho potravín, ktoré jete každý deň, sa tvorí procesom fermentácie. Niektoré, ktoré možno poznáte a pravidelne jete, sú syr, jogurt, pivo a chlieb. Niektoré ďalšie výrobky sú pre mnohých Američanov menej bežné.
- Kombucha
- miso
- kefír
- kimchi
- tofu
- saláma
- Potraviny obsahujúce kyselinu mliečnu, napríklad kapusta
Spoločné vymedzenie
Najbežnejšou definíciou fermentácie je "konverzia cukru na alkohol (pomocou kvasiniek) v rámci anaeróbne podmienky, napríklad pri výrobe piva alebo vína, octu a jablčného muštu. “Fermentácia patrí medzi najstaršie historické biotechnologické procesy používa sa na výrobu každodenných potravín.
Príchod priemyselnej fermentácie
V roku 1897 zistenie, že enzýmy z kvasníc môžu prevádzať cukor na alkohol, viedlo k priemyselným procesom chemikálie ako butanol, acetón a glycerol používané v každodenných výrobkoch, ako sú zapaľovače, odstraňovač laku na nechty, a mydlo. Fermentačné procesy sa dnes používajú v mnohých moderných biotechnologických organizáciách, často na výrobu enzýmov, ktoré sa majú použiť vo farmaceutických procesoch, pri sanácii životného prostredia a iných priemyselných procesoch.
Etanolové palivo sa vyrába aj fermentáciou. Alternatívny zdroj paliva využíva na výrobu plynu kukuricu, cukrovú trstinu a ďalšie rastliny. Fermentácia je tiež užitočná pri spracovaní odpadových vôd. Tu sa pomocou tohto procesu splašková voda rozdelí. Nebezpečné zložky sa odstraňujú a zvyšný kal sa môže spracovať na hnojivá, zatiaľ čo plyny produkované počas procesu sa stávajú biopalivami.
biotechnológie
Vo svete biotechnológiesa pod pojmom fermentácia rozumie pomerne voľne, čo sa týka rastu mikroorganizmov, ktoré sa tvoria v potravinách, buď za aeróbnych alebo anaeróbnych podmienok.
Fermentačné nádrže (nazývané aj bioreaktory) používané pri priemyselných fermentačných procesoch sú sklenené, kovové alebo plastové nádrže ktoré sú vybavené meradlami (a nastaveniami), ktoré regulujú prevzdušňovanie, rýchlosť miešania, teplotu, pH a ďalšie parametre Záujem. Jednotky môžu byť dostatočne malé pre aplikácie na najvyšších úrovniach (5 až 10 l) alebo až 10 000 l pre veľké priemyselné aplikácie. Fermentačné jednotky, ako sú tieto, sa používajú vo farmaceutickom priemysle na rast špecializovaných čistých kultúr baktérií, húb a kvasiniek a na výrobu enzýmov a liekov.
Pohľad na Zymológiu
Umenie študovať fermentáciu sa nazýva zymológia alebo zymurgia. Louis Pasteur, francúzsky biológ a chemik, ktorý sa preslávil svojím objavom pasterizácie a princípom očkovania, bol jedným z prvých zymológov. Pasteur označoval kvasenie za „výsledok života bez vzduchu“.