Cilvēki gadsimtiem ilgi izmanto fermentāciju, lai mainītu pārtikas produktu raksturu. Fermentācija ir enerģētisks anaerobs metabolisma process, kurā organismi barības vielas - parasti ogļhidrātus - pārvērš spirtā un tādās skābēs kā pienskābe un etiķskābe.
Fermentācija, iespējams, ir senākais biotehnoloģiskais atklājums, kas cilvēkiem zināms. Mikrobērni var būt visi nikni, taču pirms vairāk nekā 10 000 gadiem cilvēce ražoja alu, vīnu, etiķi un maizi, izmantojot mikroorganismus, galvenokārt raugu. Jogurtu ražoja pienskābes baktēriju veidā, un siera ražošanai, vīna un alus ražošanai tika izmantotas veidnes. Šie procesi mūsdienās joprojām tiek plaši izmantoti mūsdienu pārtikas ražošanā. Tomēr šodien izmantotās kultūras ir attīrītas un bieži ģenētiski rafinētas, lai saglabātu vēlamākās īpašības, kā arī ražotu augstākās kvalitātes produktus.
Pārtika, kas veidojas fermentācijas rezultātā
Daudzi ēdieni, ko ēdat katru dienu, veidojas fermentācijas procesā. Daži no jums, ko jūs zināt un regulāri ēdat, ietver sieru, jogurtu, alu un maizi. Daži citi produkti ir mazāk izplatīti daudziem amerikāņiem.
- Kombucha
- Miso
- Kefīrs
- Kimči
- Tofū
- Salami
- Pārtika, kas satur pienskābi, piemēram, kāposti
Kopīga definīcija
Visbiežākā fermentācijas definīcija ir "cukura pārvēršana spirtā (izmantojot raugu) zem anaerobie apstākļi, piemēram, alus vai vīna, etiķa un sidra ražošanā. "Fermentācija ir viena no vecākais vēsturiskie biotehnoloģiskie procesi ko cilvēks izmanto ikdienas pārtikas produktu ražošanai.
Rūpnieciskās fermentācijas iestāšanās
1897. gadā atklājums, ka rauga fermenti var pārvērst cukuru spirtā, izraisīja rūpnieciskos procesus ķīmiskas vielas, piemēram, butanols, acetons un glicerīns, ko izmanto tādos ikdienas izstrādājumos kā šķiltavas, nagu lakas noņēmējs, un ziepes. Fermentācijas procesi joprojām tiek izmantoti daudzās mūsdienu biotehnoloģiju organizācijās, bieži to ražošanai fermentu daudzums, kas izmantojami farmācijas procesos, vides atveseļošanā un citos rūpniecības procesos.
Etanola degvielu ražo arī fermentācijas ceļā. Alternatīvais kurināmā avots gāzes ražošanai izmanto kukurūzu, cukurniedres un citus augus. Fermentācija ir noderīga arī notekūdeņu apstrādē. Šeit notekūdeņi tiek sadalīti, izmantojot procesu. Bīstamās sastāvdaļas tiek noņemtas, un atlikušās dūņas var pārstrādāt mēslojumā, kamēr procesa laikā iegūtās gāzes kļūst par biodegvielu.
Biotehnoloģija
Pasaulē biotehnoloģija, termins fermentācija tiek izmantots diezgan brīvi, lai apzīmētu mikroorganismu augšanu, kas veidojas pārtikā, vai nu aerobos, vai anaerobos apstākļos.
Fermentācijas tvertnes (sauktas arī par bioreaktoriem), ko izmanto rūpnieciskos fermentācijas procesos, ir stikla, metāla vai plastmasas tvertnes kas ir aprīkoti ar mērierīcēm (un iestatījumiem), kas kontrolē aerāciju, maisīšanas ātrumu, temperatūru, pH un citus parametrus interese. Vienības var būt pietiekami mazas, lai izmantotu darbvirsmas (5-10 L), vai līdz 10 000 L, ar ietilpību liela mēroga rūpnieciskiem lietojumiem. Fermentācijas vienības, piemēram, šīs, farmācijas rūpniecībā izmanto specializētu baktēriju, sēnīšu un rauga kultūru augšanai un fermentu un zāļu ražošanai.
Zimoloģijas apskats
Fermentācijas izpētes mākslu sauc par zimoloģiju vai zimurģiju. Luiss Pasteurs, franču biologs un ķīmiķis, kurš bija slavens ar pasterizācijas atklāšanu un vakcinācijas principu, bija viens no pirmajiem zimologiem. Pasteurs fermentāciju nosauca par “dzīves bez gaisa rezultātu”.