Vad är jäsning? Definition och exempel

Jäsning är en process som används för att producera vin, öl, yoghurt och andra produkter. Här är en titt på den kemiska processen som sker under jäsningen.

Fermentation Definition

Fermentering är en metabolisk process där en organisme omvandlar ett kolhydrat, såsom stärkelse eller ett socker, till en alkohol eller en syra. Till exempel gör jäst jäsning för att erhålla energi genom att konvertera socker till alkohol. Bakterier gör jäsning och omvandlar kolhydrater till mjölksyra. Studien av jäsning kallas zymology.

Fermentationshistoria

Termen "jäsning" kommer från det latinska ordet fervere, vilket betyder "att koka." Fermentering beskrevs av slutet av 1400-talets alkemister, men inte i modern mening. Den kemiska processen för jäsning blev ett föremål för vetenskaplig undersökning år 1600.

Hulton Deutsch / Medarbetare / Getty Images

Jäsning är en naturlig process. Människor använde jäsning för att tillverka produkter som vin, mjöd, ost och öl långt innan den biokemiska processen förstod. På 1850- och 1860-talet blev Louis Pasteur den första zymurgist eller forskare för att studera jäsning när han visade att jäsning orsakades av levande celler. Pasteur lyckades dock inte i sina försök att extrahera enzymet som var ansvarigt för jäsning från jästceller. År 1897 slipade den tyska kemisten Eduard Buechner jäst, extraherade vätska från dem och fann att vätskan kunde jäsa en sockerlösning. Buechners experiment anses vara början på vetenskapen om biokemi, och fick honom 1907 Nobelpriset i kemi.

Exempel på produkter som bildats genom jäsning

De flesta människor är medvetna om mat och dryck som är jäsningsprodukter, men kanske inte inser många viktiga industriprodukter resultat från jäsning.

• Öl
• Vin
• yoghurt
• Ost
• Vissa sura livsmedel som innehåller mjölksyra, inklusive surkål, kimchi och pepperoni
• Bröd surt av jäst
• Avloppsrening
• En del industriell alkoholproduktion, till exempel för biodrivmedel
• Vätgas

Fermentering av etanol

Jäst och vissa bakterier utför etanolfermentering där pyruvat (från glukosmetabolism) bryts till etanol och koldioxid. Den kemiska nettokvationen för framställning av etanol från glukos är:

C₆H₁₂O₆ (glukos) → 2 ° C₂H₅OH (etanol) + 2 CO₂ (koldioxid)

Etanolfermentering har använt produktionen av öl, vin och bröd. Det är värt att notera att jäsning i närvaro av höga nivåer av pektin resulterar i produktion av små mängder metanol, vilket är giftigt vid konsumtion.

Mjölksyrafermentering

Pyruvatmolekylerna från glukosmetabolism (glykolys) kan fermenteras till mjölksyra. Mjölksyrajäsning används för att omvandla laktos till mjölksyra i yoghurtproduktion. Det förekommer också i djurmuskler när vävnaden kräver energi snabbare än syre kan tillföras. Nästa ekvation för mjölksyraproduktion från glukos är:

C₆H₁₂O₆ (glukos) → 2 CH₃CHOHCOOH (mjölksyra)

Produktionen av mjölksyra från laktos och vatten kan sammanfattas som:

C₁₂H₂₂O₁₁ (laktos) + H₂O (vatten) → 4 CH₃CHOHCOOH (mjölksyra)

Produktion av väte och metangas

Fermenteringsprocessen kan ge vätgas och metangas.

Metanogen archaea genomgår en disproportionsreaktion där en elektron överförs från en karbonyl i en karboxylsyragrupp till en metylgrupp ättiksyra för att ge metan och koldioxidgas.

Många typer av jäsning ger vätgas. Produkten kan användas av organismen för att regenerera NAD⁺ från NADH. Vätgas kan användas som ett substrat av sulfatreducerare och metanogener. Människor upplever vätgasproduktion från tarmbakterier och producerar flatus.

Fermentationsfakta

• Fermentering är en anaerob process, vilket betyder att den inte kräver syre för att inträffa. Men även när syre är rikligt föredrar jästceller jäsning framför aerob andning, förutsatt att en tillräcklig mängd socker är tillgänglig.
• Jäsning sker i matsmältningssystemet hos människor och andra djur.
• I ett sällsynt medicinskt tillstånd som kallas tarmfermenteringssyndrom eller auto-bryggerisyndrom leder jäsning i mänskliga matsmältningskanalen till förgiftning genom etanol.
• Fermentering sker i mänskliga muskelceller. Muskler kan spendera ATP snabbare än syre kan tillföras. I denna situation produceras ATP genom glykolys, som inte använder syre.
• Även om jäsning är en vanlig väg är det inte den enda metod som används av organismer för att få energi anaerobt. Vissa system använder sulfat som den slutliga elektronacceptorn i elektrontransportkedjan.

källor

• Hui, Y. H. (2004). Handbok för konservering och bearbetning av grönsaker. New York: M. Dekker. s. 180. ISBN 0-8247-4301-6.
• Klein, Donald W .; Lansing M .; Harley, John (2006). Mikrobiologi (6: e upplagan). New York: McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-255678-0.
• Purves, William K .; Sadava, David E.; Orians, Gordon H .; Heller, H. Craig (2003). Life, the Science of Biology (7: e upplagan). Sunderland, mässa: Sinauer Associates. s. 139-140. ISBN 978-0-7167-9856-9.
• Steinkraus, Keith (2018). Handbok med ursprungliga fermenterade livsmedel (2: a upplagan). CRC Press. ISBN 9781351442510.