Živa bitja izvajajo različne presnovne procese, da pridobijo energijo. Vidni rezultat takšnih procesov je preoblikovanje, ki je opredeljena kot sprememba pogojev in značilnosti spojin. Ta postopek ste zagotovo opazili že v mnogih dogodkih okoli sebe, čeprav je res, da vsi procesi razgradnje niso fermentacijski, resnica je, da so čas, ko ste posodo za mleko pustili iz hladilnika, bakterije laktobacil naredil svoje in s presnovnim procesom vaše sveže mleko pretvoril v kislo. Mimogrede, proizvodi te reakcije niso vedno nezaželeni, na primer tisti kozarec vina, s katerim ste spremljali večerjo, prihaja iz fermentacije grozdnega soka.
Fermentacija pretvori sladkorje v proizvode, ki spadajo v etilno skupino (alkoholi), zato imajo proizvodi v procesu fermentacije "kislo" organoleptično značilnost.
Od fermentacije do mlečne fermentacije
Fermentacija je kemična reakcija, ki jo izvajajo mikroorganizmi (bakterije) in znanstvenik Louis Pasteur je ta proces razgradnje nekaterih živil povezal kot del bakterijskega delovanja. Z leti so raziskave na področju mikrobiologije omogočale razločevanje, da je vrsta fermentacije, ki je nastala (opredeljena s proizvodi), posledica delovanja določenega mikroorganizma. V primeru, ki nas zdaj zadeva, mlečno fermentacijo določa paličasti mikroorganizem "Lactobacillus", rezultat razgradnje glukoze pa sta mlečna kislina in ogljikov dioksid.
Prevladujoči reakcijski mehanizem v mlečni fermentaciji so zaporedne dehidrogenacije organskih snovi, ki običajno spadajo med sladkorje, čeprav je mogoče opaziti primer sodelovanja kot reaktant maščobne kisline. Pojavi se niz reakcij, ki jih v splošnem smislu lahko povzamemo na naslednji način:
Sladkor = alkohol + ogljikov dioksid
To reakcijo lahko razvrstimo glede na količino izdelkov, ki povzročijo:
- Homolaktični: Laktoza se razgradi v en sam produkt (mlečna kislina).
- Heterolaktični: V tem primeru dobimo tri izdelke: mlečno kislino, etanol in vodo.
Pogoji, ki spodbujajo razvoj reakcije, so:
Standardni okoljski pogoji: Temperatura pri 25 ºC in tlak 1 atm. Ti pogoji so prijetni za večino bakterij, zato lahko rečemo, da spodbujajo njihov razvoj, to je izvajanje presnovnih reakcij, da bi zadostili njihovim prehranskim potrebam; porast; izločanje ali sproščanje odpadnih snovi (toksinov) in razmnoževanje. Vse omenjene dejavnosti vključujejo preobrazbo.
Prisotnost sladkorjev in organskih sestavin: Ti organizmi organske sestavine uporabljajo za izvajanje svojih presnovnih procesov, pri čemer imajo prednost sladkorji, v primeru mlečne fermentacije pa je prisotna komponenta znana kot laktoza. Bakterije uspevajo v okoljih z visoko koncentracijo sladkorja. V pogovornem jeziku bi lahko preprosto rekli, da bakterije obožujejo sladkorje.
Vlažnost: Številna protibakterijska zdravljenja želijo omejiti vsebnost vlage v živilih, saj spodbujajo številne pogoje, ki vodijo v procese fermentacije mlečne kisline (in druge bakterijske reakcije). Izdelek z zelo nizko vsebnostjo vlage je manj dovzeten za aktiviranje bakterijskega delovanja.
Lactobacillusin njegovo delovanje pri mlečni fermentaciji
Je bakterija iz gram pozitivnega rodu, podolgovata in podobna palici, ki se po možnosti razvije v anaerobnih okoljih, čeprav lahko prenaša prisotnost kisika.
Ko razvije fermentacijo laktoze, verjamejo, da to počne ne samo za zadovoljevanje svojih prehranskih potreb, temveč tudi, da je določil, da se bo prednost razvijala v kislem okolju. To lastnost so uporabili znanstveniki, ki spodbujajo mlečno fermentacijo kot sredstvo za konzerviranje hrane., saj kislo okolje omejuje razvoj številnih najstrašnejših patogenih bakterij. V tem procesu sodeluje več bakterij iz vrst laktobacilov:
- Lactobacillus bulgaricus.
- Lactobacillus casei.
- Lactobacillus delbrueckii.
- Lactobacillus leichmannii.
Čeprav se sliši nekoliko nedosledno, so zdravniki spodbujali vnos izdelkov s to bakterijo, saj so ocenili blagodejno delovanje na črevesno bakterijsko floro. Pomagal naj bi nam pri povratnih informacijah.
Fermentacija laktoze pri konzerviranju hrane
Fermentacija je starodavna metoda, ki so jo ljudje razvili pred nujno je treba hrano preoblikovati v izdelke, ki bi sčasoma trajali, in se je njen razvoj poskušal izogniti strašnim okužbam želodca, ki so bili v času, ko penicilin še ni bil razvit, usodni za prebivalstvo. Tako so različne kulture razvile fermentacijske metode, na primer Azijci so popularizirali njihovo uporabo pri razvoju več receptov. Niso pa se popolnoma zavedali, kako poteka postopek.
Louis Pasteur je bil tisti, ki je določil smernice za razvoj te reakcije in odprl področje razvoja tehnik ohranjanja. Kot produkt mlečne fermentacije dobimo naslednje:
- Mlečno vrenje: Bakterije, ki izvajajo to fermentacijo, energijo pridobivajo iz laktoze, kar povzroči kisanje mleka. Dobiti je mogoče različne izdelke, od katerih so bili le nekateri komercialno popularizirani, vendar obstajajo različni stranski proizvodi, ki se uporabljajo na industrijski ravni. Sireno mleko je posledica obarjanja beljakovin.
- Fermentacija zelenjave: Bakterije te vrste delujejo tudi na zelenjavo. Ljudje, ki uporabljajo to metodo, predlagajo dodajanje malo soli, da bi ustavili razvoj patogenih bakterij, vendar nekateri menijo, da je delovanje soli kontraproduktivno, saj omejuje tudi razvoj laktobacil. Nekateri ta postopek poznajo kot kisanje zelenjave.
- Fermentacija v mesu: Na tem področju mlečne fermentacije je najbolj znan postopek izdelave klobas. Vendar se uporablja za druge izdelke, kot so ribe. V tem primeru se glikogen pretvori v mlečno kislino.