Люди веками использовали ферментацию, чтобы изменить природу пищевых продуктов. Ферментация – это энергоемкий анаэробный метаболический процесс, в котором организмы превращают питательные вещества, обычно углеводы, в спирт и кислоты, такие как молочная и уксусная кислоты.
Ферментация – это возможно, самое древнее биотехнологическое открытие, известное человеку. Пивоварня может быть в моде, но более 10 000 лет назад человечество производило пиво, вино, уксус и хлеб с использованием микроорганизмов, в первую очередь дрожжей. Йогурт производился с помощью молочнокислых бактерий в молоке, а формы использовались для производства сыра, а также вина и пива. Эти процессы все еще широко используются для производства современных продуктов питания. Однако используемые сегодня культуры были очищены и часто генетически усовершенствованы для сохранения наиболее желаемых характеристик, а также для производства продуктов высочайшего качества.
Продукты питания Образуется в результате ферментации
Многие продукты, которые вы едите каждый день, образуются в процессе ферментации. Некоторые из них, которые вы знаете и регулярно употребляете, включают сыр, йогурт, пиво и хлеб. Некоторые другие продукты менее распространены для многих американцев.
- Комбуча
- Мисо
- Кефир
- Кимчи
- Тофу
- Салями
- Продукты, содержащие молочную кислоту, например квашеная капуста
Общее определение
Наиболее широко известным определением ферментации является «превращение сахара в спирт ( с использованием дрожжей) в анаэробных условиях, как при производстве пива или вина, уксуса и сидра ». Ферментация – один из старейших исторических биотехнологических процессов, используемых человеком для производства повседневных пищевых продуктов.
Появление промышленной ферментации
В 1897 году открытие, что ферменты дрожжей могут превращать сахар в спирт, привело к промышленным процессам для химические вещества, такие как бутанол, ацетон и глицерин, используемые в таких повседневных товарах, как зажигалки, жидкость для снятия лака и мыло. Процессы ферментации до сих пор используются во многих современных биотехнологических организациях, часто для производства ферментов, используемых в фармацевтических процессах, восстановлении окружающей среды и других промышленных процессах.
Этанол-топливо также производится путем ферментации. Альтернативный источник топлива использует кукурузу, сахарный тростник и другие растения для производства газа. Брожение также полезно при обработке сточных вод. Здесь сточные воды разбиваются с помощью этого процесса. Опасные ингредиенты удаляются, а оставшийся ил можно перерабатывать в удобрения, а газы, образующиеся в процессе, становятся биотопливом.
Биотехнология
В мире биотехнологии термин ферментация используется довольно свободно для обозначения роста микроорганизмов, образующихся в пище, в аэробных или анаэробных условиях..
Ферментационные резервуары (также называемые биореакторами), используемые для промышленных процессов ферментации, представляют собой стеклянные, металлические или пластиковые резервуары, оборудованные датчиками (и настройками), контролирующими аэрацию, скорость перемешивания, температура, pH и другие интересующие параметры. Блоки могут быть достаточно маленькими для настольных приложений (5-10 л) или до 10 000 л для крупномасштабных промышленных приложений. Такие ферментационные установки используются в фармацевтической промышленности для выращивания специализированных чистых культур бактерий, грибов и дрожжей, а также для производства ферментов и лекарств.
Взгляд на зимологию
Искусство изучения ферментации называется зимологией или зимургией. Луи Пастер, французский биолог и химик, известный своим открытием пастеризации и принципа вакцинации, был одним из первых зимологов. Пастер назвал брожение «результатом жизни без воздуха».
