Lidé používají fermentaci ke změně povahy potravinářských výrobků po celá staletí. Fermentace je energeticky výhodný anaerobní metabolický proces, při kterém organismy přeměňují živiny - obvykle uhlohydráty - na alkohol a kyseliny, jako je kyselina mléčná a kyselina octová.
Fermentace je snad nejstarším biotechnologickým objevem, který je člověku znám. Mikrobutové mohou být zlobí, ale před více než 10 000 lety lidstvo vyrábělo pivo, víno, ocet a chléb pomocí mikroorganismů, především kvasinek. Jogurt byl produkován prostřednictvím bakterií mléčného kvašení v mléce a plísně se používaly k výrobě sýrů, aby šly spolu s vínem a pivem. Tyto procesy se dnes stále hojně používají pro výrobu moderních potravin. Kultury, které se dnes používají, však byly vyčištěny a často geneticky rafinovány, aby se zachovaly ty nejžádanější vlastnosti a produkovaly produkty nejvyšší kvality.
Potraviny tvořené fermentací
Mnoho potravin, které jíte každý den, se tvoří procesem kvašení. Některé, které možná znáte a pravidelně jíte, jsou sýr, jogurt, pivo a chléb. Některé další produkty jsou pro mnoho Američanů méně běžné.
- Kombucha
- Miso
- Kefir
- Kimchi
- Tofu
- Salám
- Potraviny obsahující kyselinu mléčnou, například zelí
Společná definice
Nejběžněji známou definicí kvašení je "přeměna cukru na alkohol (pomocí kvasinek) pod." anaerobní podmínky, jako při výrobě piva nebo vína, octa a moštu. “Fermentace patří mezi nejstarší historické biotechnologické procesy používá člověk k výrobě každodenních potravinářských výrobků.
Příchod průmyslového kvašení
V roce 1897 objev, že enzymy z kvasinek mohou přeměnit cukr na alkohol, vede k průmyslovým procesům chemikálie, jako je butanol, aceton a glycerol používané v takových každodenních produktech, jako jsou zapalovače, odstraňovač laků na nehty, a mýdlo. Fermentační procesy se dnes používají v mnoha moderních biotechnologických organizacích, často pro výrobu enzymů pro použití ve farmaceutických procesech, sanaci životního prostředí a dalších průmyslových procesech.
Ethanolové palivo se také vyrábí fermentací. Alternativní zdroj paliva používá kukuřici, cukrovou třtinu a další rostliny k výrobě plynu. Fermentace je také užitečná při zpracování odpadních vod. V tomto procesu je odpadní voda rozdělena pomocí procesu. Nebezpečné složky jsou odstraněny a zbývající kal může být zpracován na hnojiva, zatímco plyny produkované během procesu se stávají biopalivy.
Biotechnologie
Ve světě biotechnologie, termín fermentace se používá poměrně volně k označení růstu mikroorganismů vytvářejících se v potravě, buď za aerobních nebo anaerobních podmínek.
Fermentační nádrže (také nazývané bioreaktory) používané pro průmyslové fermentační procesy jsou skleněné, kovové nebo plastové nádrže které jsou vybaveny měřidly (a nastaveními), které řídí provzdušňování, rychlost míchání, teplotu, pH a další parametry zájem. Jednotky mohou být dostatečně malé pro stolní aplikace (5-10 l) nebo až 10 000 l pro velké průmyslové aplikace. Fermentační jednotky, jako jsou tyto, se používají ve farmaceutickém průmyslu pro růst specializovaných čistých kultur bakterií, hub a kvasinek a pro produkci enzymů a léčiv.
Pohled na Zymologii
Umění studia fermentace se nazývá zymologie nebo zymurgie. Louis Pasteur, francouzský biolog a chemik proslulý svým objevem pasterizace a principem očkování, byl jedním z prvních zymologů. Pasteur označil fermentaci za „výsledek života bez vzduchu“.