Шта је ферментација у хемији?

Ферментација је процес који се користи за производњу вина, пива, јогурт и други производи. Ево хемијског процеса који се одвија током ферментације.

Ферментација је метаболички процес у којем организам претвара угљени хидрат, попут шкроба или а шећер, у ан алкохол или киселина. На пример, квас врши ферментацију да би се добила енергија претварањем шећера у алкохол. Бактерије врше ферментацију, претварајући угљене хидрате у млечну киселину. Студија ферментације се назива зимологија.

Израз "фермент" долази од латинске речи горљив, што значи „кључати“. Ферментацију су описали алхемичари с краја 14. века, али не у савременом смислу. Хемијски процес ферментације постао је предмет научног испитивања око 1600. године.

Ферментација је природан процес. Људи су примењивали ферментацију како би направили производе као што су вино, меда, сир и пиво много пре него што је биохемијски процес схваћен. 1850-их и 1860-их,

Већина људи је свесна хране и пића која су производи ферментације, али можда не схватају да су многи важни индустријски производи резултат ферментације.

• Пиво
• Вино
• Јогурт
• Сир
• Одређена кисела храна која садржи млечну киселину, укључујући кисели купус, кимчи и фефероне
• Хлебни квасац помоћу квасца
• Пречишћавање отпадних вода
• Нека индустријска производња алкохола, попут биогорива
• Водиков гас

Квасац и одређене бактерије врше ферментацију етанолом где се пируват (из метаболизма глукозе) разбија у етанол и угљен диоксид. Нето хемијска једначина за производњу етанола из глукозе је:

Ц₆Х₁₂О₆ (глукоза) → 2 Ц₂Х₅ОХ (етанол) + 2 ЦО₂ (угљен диоксид)

Фертановањем у етанолу коришћено је производња пива, вина и хлеба. Вриједно је напоменути да ферментација у присуству високог нивоа пектина резултира стварањем малих количина метанола, који је токсичан када се конзумира.

Молекули пирувата из метаболизма глукозе (гликолизе) могу да ферментирају у млечну киселину. Ферментација млечне киселине користи се за претварање лактозе у млечну киселину у производњи јогурта. Такође се јавља у мишићима животиња када ткиву треба енергија брже него што се може снабдевати кисеоником. Следећа једначина за производњу млечне киселине из глукозе је:

Ц₆Х₁₂О₆ (глукоза) → 2 ЦХ₃ЦХОХЦООХ (млечна киселина)

Производња млечне киселине из лактозе и воде може се сумирати као:

Ц₁₂Х₂₂О₁₁ (лактоза) + Х₂О (вода) → 4 ЦХ₃ЦХОХЦООХ (млечна киселина)

Процесом ферментације може се добити гас водоника и метана.

Метаногена археја пролази кроз реакцију диспропорционалности у којој се један електрон преноси из а карбонил групе карбоксилне киселине до метил групе сирћетне киселине да би се добио метан и угљен диоксид гасни.

Многе врсте ферментација дају гас водоника. Производ може да користи организам за обнављање НАД⁺ од НАДХ. Гас водоника може се користити као супстрат помоћу редуктора и метаногена. Људи доживљавају производњу водоника из цревних бактерија, стварајући плућ.

• Ферментација је анаеробни процес, што значи да јој није потребан кисеоник да би се догодио. Међутим, чак и када кисеоника има у изобиљу, ћелије квасца више воле ферментацију него аеробно дисање, под условом да је на располагању довољна количина шећера.
• Ферментација се јавља у пробавном систему људи и других животиња.
• У ретком медицинском стању званом синдром ферментације црева или синдром ауто-пиваре, ферментација у људском дигестивном тракту доводи до интоксикације производњом етанола.
• Ферментација се јавља у људским мишићним ћелијама. Мишићи могу да троше АТП брже него што се може обезбедити кисеоник. У овој ситуацији АТП се производи гликолизом која не користи кисеоник.
• Иако је ферментација уобичајен пут, то није једина метода коју организми користе анаеробно да добију енергију. Неки системи користе сулфат као крајњи акцептор електрона у ланац транспорта електрона.

• Хуи, И. Х. (2004). Приручник за очување и прераду поврћа. Нев Иорк: М. Деккер. п. 180. ИСБН 0-8247-4301-6.
• Клеин, Доналд В.; Лансинг М.; Харлеи, Јохн (2006). Микробиологија (6. изд.). Нев Иорк: МцГрав-Хилл. ИСБН 978-0-07-255678-0.
• Пурвес, Виллиам К.; Садава, Давид Е.; Орианс, Гордон Х.; Хеллер, Х. Цраиг (2003). Живот, наука о биологији (7. изд.). Сандерленд, Масажа: Синауер Ассоциатес. пп. 139–140. ИСБН 978-0-7167-9856-9.
• Стеинкраус, Кеитх (2018). Приручник аутохтоних ферментираних намирница (2. изд.). ЦРЦ Пресс. ИСБН 9781351442510.