Selitämme mitä käyminen on, mitä käymistyyppejä voidaan käyttää ja mitä eri käyttötarkoituksia sillä on.
Mitä fermentaatio on?
Fermentaatio on prosessi hapettumista epätäydellinen, ei vaadi happea tapahtuakseen ja tuottaa sen seurauksena orgaanista ainetta. Se on katabolista tyyppiä oleva prosessi, toisin sanoen muunnos molekyylejä monimutkaisista yksinkertaisiin molekyyleihin ja niiden muodostumiseen kemiallinen energia muodossa ATP (adenosiinitrifosfaatti).
Fermentaatio koostuu prosessista glykolyysi (glukoosimolekyylin hajoaminen), joka tuottaa pyruvaattia (pyruviinihappoa) ja jolla ei ole happea reseptorina elektroneja jäljelle jäänyt tuotettu NADH (nikotiiniadeniinidinukleotidi), käyttää orgaanista ainetta, joka on pelkistettävä NADH:n hapettamiseksi uudelleen NAD+:ksi, jolloin saadaan lopulta alkuperäisen substraatin johdannainen, joka hapetetaan. Lopullisesta aineesta riippuen käyminen tapahtuu eri tyyppejä.
Tämän prosessin löysi ranskalainen kemisti Louis Pasteur, joka kuvaili sitä "Elämäksi ilman ilmaa" (La vie sans l'air), koska se voidaan suorittaa ilman happea mikro-organismeja kuin bakteerit, hiiva, tai jotkut metazoans ja protistit. Tässä prosessissa ei siis mitokondriot eikä soluhengitysprosessiin liittyviä rakenteita.
Verrattuna aerobinen hengitys, käyminen ei ole a menetelmä erittäin tehokas energianlähde: vain 2 ATP-molekyyliä tuotetaan kulutettua glukoosimolekyyliä kohti, kun taas hengitys saadaan aikaan 36-38.
Tämän prosessin suorittavat kuitenkin useat soluja kehomme kattamaan hapenpuutteen hetket, kuten tapahtuu lihassoluissa, jotka fermentoivat glukoosia, kun hapen syöttö ei riitä hengityksen jatkamiseen.
Fermentaatiotyypit
Käymisprosessin lopussa saadun aineen mukaan voimme luokitella sen seuraavasti:
- Alkoholikäyminen. Se on pääasiassa hiivojen suorittama prosessi, jossa tietyistä sokereista valmistetaan tietty määrä alkoholi-etanolia, hiilidioksidi ja ATP. Tätä prosessia käytetään alkoholijuomien valmistukseen.
- Etikkakäyminen. Suvun bakteerien oma asetobakteeri, muuttaa etyylialkoholin etikkahappoeli etikassa olevaa alkoholia. Se on kuitenkin aerobinen prosessi, joten sitä voi esiintyä viineissä, jotka ovat alttiina ilmaa.
- Maitohappokäyminen. Se koostuu glukoosin osittaisesta hapettumisesta, jonka suorittavat maitohappobakteerit tai eläinten lihassolut (kun niiltä loppuu happi hengittääkseen). Tämä prosessi tuottaa ATP:tä, mutta tuottaa maitohappoa sivutuotteena, joka tuottaa tuskallisen lihasväsymyksen tunteen kertyessään.
- Voihappokäyminen. Se koostuu glukoosin muuntamisesta voihapoksi ja kaasuksi, joista jälkimmäinen antaa sille tyypillisen epämiellyttävän hajun. Sitä suorittavat tyypillisesti suvun bakteerit Clostridium ja vaatii laktoosin läsnäolon.
- Butaanidiolikäyminen. Se on muunnos maitohappokäymisestä, jonka suorittavat Enterobacteriaceae, jotka vapauttavat hiilidioksidi ja ne tuottavat butaanidiolia, väritöntä ja viskoosia alkoholia.
- Propionikäyminen. Tässä prosessi puuttua asiaan etikkahappo, hiilidioksidi ja meripihkahappo. Sitä saadaan kaikista niistä propionihaposta, a aine syövyttävä ja pistävä haju.
Fermentoinnin käyttötarkoitukset
Viinit vaativat tuotantoprosessin, jossa käytetään alkoholikäymistä.
Monet ihmisen tekemät teollisuudenalat hyödyntävät käymistä tiettyjen aineiden saamiseksi. Esimerkiksi sisään elintarviketeollisuudessa juustossa suoritetaan propionikäymisprosesseja tai monen tyyppisten syötävien tuotteiden säilönnässä käytetään maitohappoa, joka toimii säilöntäaineena maitohappokäymisen vuoksi.
Jotain vastaavaa tapahtuu alkoholiteollisuudessa, sekä viinien, oluiden tai muiden liköörien osalta, jotka vaativat tuotantoprosessin, jossa alkoholikäyminen puuttuu. Toisaalta, jos joitain liköörejä, kuten viiniä, jätetään peittämättä pitkäksi aikaa, lisätty happi käynnistää etikkakäymisen ja juoma alkaa muuttua etikkaiseksi.