Ферментация и брожение

Ферментация — это процесс биохимического, очень часто бескислородного разложения органических соединений, проходящий при участии энзимов (ферментов). Конечные продукты этого процесса — более простые органические и неорганические соединения, а также энергия. Ферментация — процесс, напоминающий дыхание; на ней, например, основан метаболизм бактерий, она является основным средством получения необходимой для жизни энергии у приспособленных к обитанию при отсутствии кислорода бактерий и различных грибков. Брожение — это разновидность ферментации, при которой ферменты вырабатываются исключительно микроорганизмами.

Разновидности брожения.
Микроорганизмы могут вызывать брожение многих различных соединений, в том числе сахаров, жирных кислот и аминокислот, причем в каждом случае процесс идёт немного по-другому. Чаще всего встречается ферментация сахаров. В результате брожения образуются различные продукты — например, спирты или молочная кислота — поэтому выделяют, в частности, брожение спиртовое, уксуснокислое, маслянокислое и молочнокислое.

Как это происходит?
В результате брожения сахаров простые (глюкоза, фруктоза) или сложные (мальтоза, сахароза, лактоза) сахара разлагаются до этилового спирта и окиси углерода. Процесс проходит при участии дрожжей, точнее зимазы (группы ферментов, выделяемых дрожжами). Кроме спиртового брожения, очень распространено брожение молочнокислое, в результате которого образуется молочная кислота. При уксуснокислом брожении, в свою очередь, спирты окисляются до уксусной кислоты, однако в нём участвуют не дрожжевые грибки, а особенные бактерии (семейства Acetobacter). В процессе брожения образуются и другие продукты, однако во всех случаях выделяется энергия.

Использование ферментации и брожения.
Явление ферментации широко используют в пищевой, винной, пивоваренной и спиртовой промышленности. Винное брожение — то есть ферментация сахаров, содержащихся в винограде и других фруктах — применяется для производства вина. Ферментационные свойства дрожжей нашли применение в пекарском деле, так как вырабатываемая ими двуокись углерода (углекислый газ) заставляет тесто «подходить». Уксусное брожение используется в производстве уксуса. В природе широко распространено сбраживание белков, способствующее разложению органических остатков; маслянокислое брожение в промышленности используют для производства масляной кислоты. Молочнокислое брожение применяется, например, для производства молочнокислых продуктов и квашения овощей. Кроме того, молочную кислоту используют в кожевенном и красильном производстве.

Знаете ли вы, что:

1. Благодаря молочнокислому брожению у нас есть кефир.
2. Биологи считают брожение самым древним видом метаболизма (обмена веществ). Вероятно, первые организмы получали энергию с помощью именно этого процесса — ведь в то время в земной атмосфере не было кислорода.
3. Солёные огурцы — также продукт ферментационных процессов.
4. При работе мышц в них также проходит процесс ферментации — разложения глюкозы с выделением энергии, на промежуточном этапе которого образуется молочная кислота. В случае нехватки кислорода молочная кислота не разлагается, а накапливается в мышцах, раздражая нервные окончания и вызывая у человека чувство усталости.
5. Явление спиртового брожения используют в пищевой промышленности. Из забродившего винограда (или других ягод и фруктов) производят вина.