Хората използват ферментация, за да променят естеството на хранителните продукти от векове. Ферментацията е енергодобивен анаеробен метаболитен процес, при който организмите превръщат хранителни вещества - обикновено въглехидрати - в алкохол и киселини като млечна киселина и оцетна киселина.
Ферментацията е може би най-древното биотехнологично откритие, известно на човека. Микровръзките може да са яростта, но преди повече от 10 000 години човечеството е произвеждало бира, вино, оцет и хляб, използвайки микроорганизми, предимно мая. Киселото мляко се е произвеждало чрез млечнокисели бактерии в млякото, а плесените са били използвани за производството на сирене, заедно с виното и бирата. Тези процеси и до днес се използват в изобилие за производството на съвременни храни. Въпреки това, използваните днес култури са пречистени и често генетично рафинирани, за да поддържат най-желаните черти, както и да произвеждат продукти с най-високо качество.
Храни, образувани чрез ферментация
Много храни, които ядете всеки ден, се образуват чрез процеса на ферментация. Някои, които може би познавате и ядете редовно, включват сирене, кисело мляко, бира и хляб. Някои други продукти са по-рядко срещани за много американци.
- Kombucha
- Miso
- кефир
- Кимчи
- Тофу
- салам
- Храни, съдържащи млечна киселина, като кисело зеле
Обща дефиниция
Най-често известното определение на ферментацията е "превръщането на захарта в алкохол (с помощта на мая) под анаеробни условия, както при производството на бира или вино, оцет и сайдер. "Ферментацията е сред най-старите исторически биотехнологични процеси използван от човека за производството на ежедневни хранителни продукти.
Появата на индустриалната ферментация
През 1897 г. откритието, че ензимите от дрождите могат да превърнат захарта в алкохол, водят до промишлени процеси за химикали като бутанол, ацетон и глицерол, използвани в ежедневните продукти като запалки, лакочистители, и сапун. Ферментационните процеси все още се използват в много съвременни биотехнологични организации, често за производството на ензимите, които ще се използват във фармацевтични процеси, възстановяване на околната среда и други промишлени процеси.
Етаноловото гориво също се получава чрез ферментация. Алтернативният източник на гориво използва царевица, захарна тръстика и други растения за производство на газ. Ферментацията е полезна и при преработката на канализацията. Тук канализацията се разгражда с помощта на процеса. Опасните съставки се отстраняват, а останалата утайка може да се преработи в торове, докато газовете, получени по време на процеса, стават биогорива.
биотехнологии
В света на биотехнологиитетерминът ферментация се използва доста свободно, за да се отнася до растежа на микроорганизми, образуващи се в храната, при аеробни или анаеробни условия.
Ферментационните резервоари (наричани още биореактори), използвани за промишлени процеси на ферментация, са стъклени, метални или пластмасови резервоари които са оборудвани с датчици (и настройки), които контролират аерацията, скоростта на разбъркване, температурата, pH и други параметри на интерес. Елементите могат да бъдат достатъчно малки за настолни приложения (5-10 L) или до 10 000 L с капацитет за широкомащабни индустриални приложения. Ферментационните единици като тези се използват във фармацевтичната индустрия за растеж на специализирани чисти култури от бактерии, гъби и дрожди и за производство на ензими и лекарства.
Поглед към цимологията
Изкуството да изучаваш ферментация се нарича зимология или зимургия. Луи Пастьор, френският биолог и химик, известен с откритието си за пастьоризация и принципа на ваксинацията, беше един от първите цимолози. Пастьор нарича ферментацията като „резултат от живота без въздух“.