Vysvětlíme, co je kvašení, jaké druhy kvašení lze použít a jaká různá využití má.
Co je fermentace?
Fermentace je proces oxidace nekompletní, nevyžadující žádný kyslík, aby se uskutečnil, a v důsledku toho produkující organickou látku. Jde o proces katabolického typu, tedy přeměnu molekul komplexních až jednoduchých molekul a jejich generování chemická energie ve formě ATP (adenosintrifosfát).
Fermentace se skládá z procesu glykolýza (rozpad molekuly glukózy), který produkuje pyruvát (kyselinu pyrohroznovou) a který postrádá kyslík jako receptor pro elektrony produkovaný zbytek NADH (nikotin adenindinukleotid), používá organickou látku, která musí být redukována, aby se NADH reoxidoval na NAD +, čímž se nakonec získá derivát původního substrátu, který je oxidován. V závislosti na konečné látce budou existovat různé typy fermentace.
Tento proces objevil francouzský chemik Louis Pasteur, který jej popsal jako „Život bez vzduchu“ (La vie sans l'air), protože se může provádět v nepřítomnosti kyslíku mikroorganismy jako bakterie, droždí, nebo některé metazoany a protistové. V tomto procesu tedy ani mitochondrie ani struktury spojené s procesem buněčného dýchání.
Ve srovnání s aerobní dýchání, fermentace není a metoda velmi účinný zdroj energie: na spotřebovanou molekulu glukózy se vyprodukují pouze 2 molekuly ATP, zatímco dýcháním se získá 36 až 38.
Tento proces však provádějí různé buňky našeho těla k pokrytí okamžiků nepřítomnosti kyslíku, jak se to děje ve svalových buňkách, které fermentují glukózu, když přívod kyslíku nestačí k pokračování v dýchání.
Druhy fermentace
Podle látky získané na konci fermentačního procesu ji můžeme rozdělit na:
- Alkoholové kvašení. Jde o proces prováděný převážně kvasinkami, při kterém se z určitých cukrů vyrábí určité množství alkohol-ethanolu, oxid uhličitý a ATP. Jedná se o proces používaný k výrobě alkoholických nápojů.
- Octová fermentace. Vlastní bakterie rodu Acetobacterpřeměňuje ethylalkohol na octová kyselina, tedy ten alkohol v octě. Jedná se však o aerobní proces, takže k němu může docházet ve vínech vystavených působení vzduch.
- Mléčné kvašení. Spočívá v částečné oxidaci glukózy, kterou provádějí mléčné bakterie nebo živočišné svalové buňky (když jim dojde kyslík k dýchání). Tento proces generuje ATP, ale produkuje kyselinu mléčnou jako vedlejší produkt, který způsobuje bolestivý pocit svalové únavy, když se hromadí.
- Máselná fermentace. Spočívá v přeměně glukózy na kyselinu máselnou a plyn, který mu dodává typicky nepříjemný zápach. Je charakteristicky prováděn bakteriemi rodu Clostridium a vyžaduje přítomnost laktózy.
- Butandiolová fermentace. Jde o variantu mléčné fermentace, kterou provádějí Enterobacteriaceae, které uvolňují oxid uhličitý a vytvářejí butandiol, bezbarvý a viskózní alkohol.
- Propionová fermentace. V tomhle proces zasáhnout do octová kyselina, oxid uhličitý a kyselina jantarová. Ze všech se získává kyselina propionová, a látka žíravý se štiplavým zápachem.
Využití fermentace
Vína vyžadují výrobní proces, při kterém se používá alkoholové kvašení.
Mnoho umělých průmyslových odvětví využívá fermentaci k získání určitých látek. Například v potravinářský průmysl sýrů se provádějí procesy propionové fermentace, nebo se při konzervaci mnoha druhů poživatin využívá přítomnost kyseliny mléčné, která působí jako konzervant v důsledku mléčného kvašení.
Něco podobného se děje s alkoholickým průmyslem, a to jak u vín, piv nebo jiných druhů lihovin, které vyžadují výrobní proces, do kterého zasahuje alkoholové kvašení. Na druhou stranu, pokud se některé likéry, jako je víno, nechají delší dobu odkryté, přidaný kyslík nastartuje octové kvašení a nápoj začne být octový.