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 primijetili u mnogim događajima oko sebe, iako je istina da nisu svi procesi razgradnje fermentativni, istina je da su u vrijeme kada ste ostavili spremnik za mlijeko iz hladnjaka 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 vrenja soka od grožđa.
Fermentacija pretvara šećere u proizvode koji pripadaju etilnoj skupini (alkoholi), zato proizvodi fermentacijskog postupka imaju "kiselo" organoleptičko svojstvo.
Od vrenja 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. Tijekom godina istraživanja u području 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 mikroorganizam u obliku štapića "Lactobacillus", a rezultat razgradnje glukoze je mliječna kiselina i ugljični dioksid.
Prevladavajući mehanizam reakcije u mliječnoj fermentaciji su uzastopne dehidrogenacije organskih tvari, 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 + ugljični dioksid
Ova se reakcija može klasificirati prema količini proizvoda koji rezultiraju:
- Homolaktički: Laktoza se razgrađuje u jedan proizvod (mliječna kiselina).
- Heterolaktički: U tom se slučaju dobivaju tri proizvoda: mliječna kiselina, etanol i voda.
Uvjeti koji pogoduju razvoju reakcije su:
Standardni uvjeti okoliša: Temperatura na 25 ºC i tlak 1 atm. Ovi su uvjeti ugodni većini bakterija, pa se može reći da potiču njihov razvoj, odnosno izvođenje metaboličkih reakcija kako bi zadovoljili njihove prehrambene potrebe; povećati; izlučivanje ili oslobađanje otpadnih tvari (toksina) i razmnožavanje. Sve ove spomenute aktivnosti uključuju preobrazbu.
Prisutnost šećera i organskih komponenata: Ovi organizmi organske komponente koriste 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 mogli bismo jednostavno 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 podnijeti prisutnost kisika.
Kad razvija fermentaciju laktoze, vjeruje se da to čini ne samo kako bi udovoljio svojim prehrambenim potrebama, već i da je odredio određenu sklonost razvoju u kiselom okruženju. Ovu su karakteristiku koristili znanstvenici koji promiču mliječnu fermentaciju kao sredstvo za očuvanje hrane.jer kiselo okruženje 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 procijenjeno blagotvorno djelovanje na crijevnu bakterijsku floru. Rečeno je da će nam pomoći u povratnim informacijama.
Fermentacija laktoze u konzerviranju hrane
Fermentacija je drevna metoda koju su ljudi razvili prije hitna potreba za pretvaranjem hrane u proizvode koji će trajati s vremenom, a njezin se razvoj nastojao izbjeći strašne infekcije želuca, koji su u vremenima kada penicilin nije bio razvijen, bili fatalni za stanovništvo. Tako su razne kulture razvijale metode fermentacije, na primjer, Azijati su popularizirali njihovu upotrebu u razvoju više recepata. Međutim, nisu bili potpuno svjesni kako taj postupak teče.
Louis Pasteur bio je taj koji je uspostavio smjernice za razvoj ove reakcije, otvarajući polje razvoja konzervatorskih tehnika. Kao proizvod mliječne fermentacije dobivamo sljedeće:
- Mliječna fermentacija: Bakterije koje provode ovu fermentaciju dobivaju energiju 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 nastaje taloženjem 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: Postupak izrade kobasica najpoznatiji je na ovom polju mliječne fermentacije. Međutim, primjenjiv je na druge proizvode poput ribe. U ovom slučaju, to je glikogen koji se pretvara u mliječnu kiselinu.