Živa bića provode razne metaboličke procese kako bi dobila energiju. Vidljivi rezultat takvih procesa je transformacija, koja se definira kao promjena uvjeta i karakteristika spojeva. Sigurno ste taj proces promatrali u mnogim događajima oko sebe, iako je istina da nisu svi procesi razgradnje fermentativni, istina je da su u vrijeme kada ste posudu za mlijeko ostavili izvan frižidera bakterije lactobacillus učinio svoje i kroz metabolički proces pretvorio vaše svježe mlijeko u kiselo. Inače, proizvodi ove reakcije nisu uvijek neželjeni, na primjer, ona čaša vina uz koju ste popratili večeru dolazi od fermentacije soka od grožđa.
Fermentacija pretvara šećere u proizvode koji pripadaju etilnoj skupini (alkoholi), zbog čega proizvodi u procesu fermentacije imaju „kiselo“ organoleptičko svojstvo.
Od fermentacije do mliječne fermentacije
Fermentacija je kemijska reakcija koju provode mikroorganizmi (bakterije), a znanstvenik Louis Pasteur taj je proces razgradnje u nekim namirnicama povezao kao dio bakterijskog djelovanja. Tokom godina, istraživanja na polju mikrobiologije omogućila su razlikovanje da je vrsta fermentacije koja se dogodila (definirana proizvodima) rezultat djelovanja određenog mikroorganizma. U slučaju koji se sada tiče nas, mliječnu fermentaciju definira štapičasti mikroorganizam "Lactobacillus", a rezultat razgradnje glukoze je mliječna kiselina i ugljični dioksid.
Prevladavajući mehanizam reakcije u mliječnoj fermentaciji su uzastopne dehidrogenacije organskih supstanci, koje obično pripadaju šećerima, iako se može primijetiti slučaj sudjelovanja kao reaktanta masne kiseline. Pojavljuje se niz reakcija koje u općenitom smislu možemo sažeti kako slijedi:
Šećer = alkohol + ugljen-dioksid
Ova reakcija se može klasificirati prema količini proizvoda koji rezultiraju:
- Homolaktički: Laktoza se razgrađuje u jedan proizvod (mliječna kiselina).
- Heterolaktički: U ovom slučaju dobivaju se tri proizvoda: mliječna kiselina, etanol i voda.
Uvjeti koji pogoduju razvoju reakcije su:
Standardni uslovi okoline: Temperatura na 25 ºC i pritisak 1 atm. Ovi su uvjeti ugodni za većinu bakterija, pa se može reći da pospješuju njihov razvoj, odnosno izvođenje metaboličkih reakcija kako bi zadovoljili njihove prehrambene potrebe; povećati; izlučivanje ili oslobađanje otpadnih proizvoda (toksina) i razmnožavanje. Sve ove spomenute aktivnosti uključuju transformaciju.
Prisustvo šećera i organskih komponenata: Ovi organizmi koriste organske komponente za provođenje svojih metaboličkih procesa, pri čemu se preferiraju šećeri, u slučaju mliječne fermentacije prisutna komponenta poznata je kao laktoza. Bakterije uspijevaju u okruženjima s visokim koncentracijama šećera. U razgovornom jeziku, jednostavno bismo mogli reći da bakterije vole šećere.
Vlažnost: Mnogi antibakterijski tretmani žele ograničiti sadržaj vlage u hrani, jer promovira mnoga stanja koja dovode do procesa fermentacije mliječne kiseline (i drugih bakterijskih reakcija). Proizvod s vrlo malim udjelom vlage manje je podložan aktiviranju bakterijskog djelovanja.
Lactobacillus, i njegovo djelovanje u mliječnoj fermentaciji
To je bakterija gram pozitivnog roda, izdužena i slična štapiću, koja se po mogućnosti razvija u anaerobnom okruženju, iako može tolerirati prisustvo kisika.
Kada razvija fermentaciju laktoze, vjeruje se da to čini ne samo da zadovolji svoje prehrambene potrebe, već i da je odredio određenu sklonost razvoju u kiselom okruženju. Ovu karakteristiku koristili su znanstvenici koji promoviraju mliječnu fermentaciju kao sredstvo za očuvanje hrane.jer kisela sredina ograničava rast mnogih najstrašnijih patogenih bakterija. U ovom procesu sudjeluje nekoliko bakterija iz reda laktobacila:
- Lactobacillus bulgaricus.
- Lactobacillus casei.
- Lactobacillus delbrueckii.
- Lactobacillus leichmannii.
Iako zvuči pomalo nedosljedno, liječnici su promovirali unos proizvoda s ovom bakterijom, budući da je ocijenjeno blagotvorno djelovanje na crijevnu bakterijsku floru. Rečeno je da će nam pomoći u povratnim informacijama.
Fermentacija laktoze u očuvanju hrane
Fermentacija je drevna metoda koju su ljudi razvili prije hitna potreba za pretvaranjem hrane u proizvode koji će trajati s vremenom, a njezin razvoj nastojao je izbjeći strašne infekcije želuca, koji su u vremenima kada penicilin nije bio razvijen, bili fatalni za populaciju. Tako su razne kulture razvijale metode fermentacije, na primjer, Azijati su popularizirali njihovu upotrebu u razvoju više recepata. Međutim, nisu bili u potpunosti svjesni kako taj proces teče.
Louis Pasteur bio je taj koji je uspostavio smjernice za razvoj ove reakcije, otvarajući polje razvoja tehnika očuvanja. Kao proizvod mliječne fermentacije dobivamo sljedeće:
- Mliječna fermentacija: Bakterije koje vrše ovu fermentaciju energiju dobivaju iz laktoze, što rezultira zakiseljavanjem mlijeka. Mogu se dobiti različiti proizvodi, od kojih su samo neki komercijalno popularizirani, međutim, postoje različiti nusproizvodi koji se koriste na industrijskoj razini. Sireno mlijeko je rezultat precipitacije proteina.
- Fermentacija povrća: Bakterije ove vrste djeluju i na povrće. Ljudi koji koriste ovu metodu predlažu dodavanje malo soli kako bi se zaustavio razvoj patogenih bakterija, međutim, neki vjeruju da je djelovanje soli kontraproduktivno jer također ograničava razvoj lactobacillus. Neki taj postupak poznaju kao kiseljenje povrća.
- Fermentacija u mesu: Proces izrade kobasica najpoznatiji je na ovom polju mliječne fermentacije. Međutim, primjenjiv je na druge proizvode poput ribe. U ovom slučaju, glikogen je taj koji se pretvara u mliječnu kiselinu.