Жива бића обављају разне метаболички процеси са циљем добијања енергије. Видљиви резултат таквих процеса је трансформацијаОво се дефинише као промена услова и карактеристика једињења. Вероватно сте приметили овај процес у многим стварима око себе, иако је истина да нису сви процеси разградње ферментативни. Као онај пут када сте оставили кутију млека ван фрижидера, бактерије... лацтобациллус Укиселило вам је свеже млеко. Узгред, производи ове реакције нису увек нежељени: та чаша вина коју сте попили уз вечеру настала је ферментацијом сока од грожђа.
Ферментационе трансформације шећери у производима који припадају етил групи (алкохоли), а обично је праћено стварањем киселина које дају карактеристичан „кисели“ укус. У специфичном случају млечне ферментације, ови шећери се претварају углавном у млечна киселина, одговоран за карактеристичну киселост многих ферментисаних намирница.
Од ферментације до млечне ферментације
Ферментација је анаеробна хемијска реакција (одвија се без кисеоника) који спроводе микроорганизми (бактерије и квасци). Научник Луј Пастер је повезао овај процес разградње у неким намирницама са деловањем микроба. Временом је микробиологија показала да врста ферментације (дефинисано коначним производима) зависи од укљученог микроорганизма.
У млечна ферментација Укључене су бактерије млечне киселине, укључујући врсте ЛацтобациллусГлавни резултат разградње глукозе је млечна киселина и, у зависности од руте, такође угљен диоксид и друга секундарна једињења као што су етанол или органске киселине.
Биохемијски, бактерије млечне киселине добијају енергију путем гликолизаДобијени пируват се редукује до лактата или комбинације лактата и других једињења, регенеришући НАД + неопходан да би гликолиза наставила у одсуству кисеоника.
Преовлађујући механизам реакције у млечној ферментацији су узастопне дехидрогенације органских супстанци, које су обично шећери; понекад могу учествовати и други реактанти, као што су масне киселине. Ради историјског поједностављења, општа ферментација се често сумира једначином:
Шећер = Алкохол + Угљен-диоксид
Међутим, свеобухватнији поглед на млечну ферментацију разматра формирање киселина поред алкохола и CO₂2:
Шећер → Алкохол + Угљен-диоксид + Органске киселине (углавном млечна киселина)
У пракси постоје различити врсте млечне ферментације према производима и метаболичким путевима:
- Хомолактички: Лактоза или глукоза се разлаже готово искључиво на један главни производ, млечна киселинаТо раде, на пример, неке врсте Лацтобациллус y Стрептоцоццус укључен у производњу јогурта.
- Хетеролактички: Производи као што су млечна киселина, етанол y CO2а у неким случајевима додатне органске киселине (нпр. сирћетна киселина). У зависности од путање, мале количине воде могу се појавити и као нуспроизвод. Бактерије као што су Леуцоностоц или одређени сојеви Лацтобациллус Они врше хетеролактичке ферментације, које се користе у кисељењу и сложеним ферментацијама.
Функционално, бактерије млечне киселине не производе само млечну киселину: оне стварају и друге органске киселине, егзополисахариди и ароматична једињења која модификују текстура, укус и арома ферментисаних намирница, због чега је њихова употреба толико распрострањена у прехрамбеној индустрији.
Услови који погодују млечној ферментацији
Услови који погодују развоју млечне ферментације повезани су са физиолошке потребе бактерија које су укључене. Контролисање ових фактора је кључно и у индустрији и у кућној кухињи.
Стандардни услови животне средине: Класично се помиње да услови блиски 25 ºC и 1 atm Повољни су за многе бактерије; у пракси, у зависности од врсте, оптимални распони су између КСНУМКС-КСНУМКС ºЦНа пример, код прављења јогурта, смеса се држи око КСНУМКС-КСНУМКС ºЦ неколико сати како би бактерије могле да трансформишу лактозу у млечну киселину. Ако је температура прениска (нпр. хлађење на 4°C), активност се успорава; ако је превисока, бактерије могу да угину и ферментација престаје.
Присуство шећера и органских састојака: Бактерије користе предност ферментабилни шећери (лактоза у млеку; једноставни шећери и деривати скроба у поврћу и житарицама). У колоквијалном смислу, могли бисмо рећи да бактерије Они воле шећере.
Влажност: Многи антибактеријски третмани имају за циљ да ограниче влагу, јер она подстиче ферментацију и раст других микроба. Производ са веома ниским садржајем влаге је мање подложан бактеријском деловању; зато су веома суво месо или дехидрирани производи стабилнији.
Код контролисаних ферментација, такође се води рачуна о присуство или одсуство кисеоникаИако многе млечнокиселинске бактерије толеришу кисеоник, сама ферментација је првенствено анаеробна: ограничавање кисеоника фаворизује ферментативни пут у односу на аеробно дисање.
Други кључни фактор је pHКако ферментација напредује, млечна киселина снижава pH вредност, стварајући окружење повољно за LAB и неповољно за многе патогене, што објашњава њену ефикасност као методе конзервације.
Лацтобациллус, бактерије млечне киселине и њихово дејство у млечној ферментацији
Пол Лацтобациллус То је део веће групе познате као бактерије млечне киселине (ЛАБ). То су грам-позитивне бактерије, издуженог облика сличног штапићу; преферирају средине анаеробииако у многим случајевима толеришу кисеоник.
БАЛ-ови укључују жанрове као што су Лактобацил, лактококус, стрептокок, ентерококус, леуконосток и педиококус, присутан у јогурту, кефиру, сиревима, киселим краставцима и киселом хлебу, између остале ферментисане хране.
Када Лацтобациллус Развија ферментацију лактозе, не само да би добила хранљиве материје, већ показује и склоност ка киселим срединама. Ово својство се користи за... конзервирање хранејер кисела средина ограничава раст многих патогених бактерија.
Неке од укључених врста су:
- Лацтобациллус булгарицус (тренутно се сматра делом комплекса) Лацтобациллус делбруецкии субсп. булгарицус), широко се користи у традиционалном јогурту.
- Лацтобацилус цасеи, чест у ферментисаном млеку и неким сиревима, са потенцијалом пробиотик.
- Лацтобацилус делбруецкии, укључен у млечну ферментацију и у индустријску производњу млечне киселине.
- Lactobacillus leichmannii, присутан у специфичним ферментацијама и у метаболичким студијама.
Лекари и нутриционисти промовишу конзумирање производа са ЛАБ јер могу користити цревна флорапомажући његовој регенерацији и равнотежи. Многи брендови наводе присуство [састојака] на својим етикетама. пробиотициОве бактерије врше неку врсту „предварења“ шећера и протеина, чинећи храну сварљивијом. дигестивни и боље га подносе особе са осетљивошћу на лактозу.
Међутим, многи комерцијални млечни производи пролазе кроз термичке процесе (пастеризацију или друге) који смањују или елиминишу живу флору: хемијски састав (млечна киселина, текстура и укус) може се одржати, али пробиотски ефекат повезан са живим бактеријама се смањује или нестаје.
Млечна ферментација у људском телу: мишићи и бол у мишићима
Млечна ферментација није искључиво бактеријска. Наша мишићне ћелије Такође прибегавају млечном путу када потреба за енергијом премашује снабдевање кисеоником.
Током а интензиван напорМишић добија енергију путем гликолизе; ако недостаје кисеоника, пируват се претвара у лактатрегенерација НАД-а+ да би се гликолиза наставила:
Пируват + НАДХ + Х++ → Лактат + НАД+
Овај процес се дешава у цитоплазма и омогућава континуирану производњу АТП-а у условима са ниским садржајем кисеоника. Акумулација лактата и пад pH вредности доприносе осећају умора и тренутној боли у мишићима; међутим, бол у мишићима са одложеним почетком је више повезан са микро-пукотинама у мишићним влакнима. Када се снабдевање кисеоником побољша, лактат се може транспортовати до других ткива (нпр. јетре) и поново претворити у енергију за метаболизам.
Ферментација лактозе у конзервацији и побољшању хране
Ферментација је древна метода коју је развио потребно је трансформисати храну како би трајала дуже и да би се спречиле инфекције желуца у временима када антибиотици нису доступни. Различите културе су развиле методе ферментације (на пример у Азији са поврћем, житарицама и сојом) без потпуног разумевања механизама који су у то укључени.
Луј Пастер је поставио научну основу за ове реакције, отварајући пут техникама конзервације. Данас знамо да млечна ферментација не само да конзервира, већ може и Побољшајте текстуру, укус, арому и нутритивну вредност хране.
У индустрији, млечна ферментација омогућава:
- побољшати текстуру производа попут јогурта, избегавајући прекомерну употребу згушњивача. Неки сојеви производе егзополисахариде који природно стварају кремасту и стабилну текстуру.
- Појачајте укус и арому у сиревима и другим ферментисаним намирницама путем ароматичних једињења добијених метаболизмом протеина, шећера и липида.
- Смањите нежељене компоненте као што је лактоза, смањујући дигестивне тегобе код људи са нетолеранцијом.
Примери значајних млечних ферментација укључују:
- Млечна ферментација: БАЛ-ови добијају енергију из лактозазакисељавање млека. подсирено млеко Настаје услед таложења протеина (казеина) када се pH вредност смањи; од тога се праве јогурти, сиреви, кефир и други производи.
- Ферментација поврћа: Со се користи за инхибицију патогена; када се правилно користи, со селектује отпорне лабораторијске бактерије и олакшава кисељење као што је кисели купус, кисели краставчићи и кимчиАко се користи прекомерно, може такође ограничити развој Лацтобациллус.
- Ферментација у месу: Код ферментисаних кобасица и сушеног меса, ферментација делује на гликоген (или присутних шећера) претварајући га у млечну киселину, доприносећи очувању, укусу и боји.
Млечна ферментација се такође примењује на супстрате као што су кафна слузБАЛ присутан у пулпи (на пример, Лацтобациллус плантарум, Л. ферментум, Л. ацидопхилус) конзумирају шећере из воћа и производе млечну киселину, алкохол, сирћетну киселину и CO22Контролисањем температуре, pH вредности, кисеоника и времена, добијају се кафе са специфичним профилима. пријатна киселостслаткоћа и сложени аромати, цењени код специјалних кафа.
Укратко, млечна ферментација закисељава, чува и побољшава Сензорне карактеристике и, у многим случајевима, нутритивна вредност и сварљивост хране. Делује као мост између производње енергије и дубоке трансформације онога што конзумирамо, пружајући безбедност, укус и сложену интеракцију са здрављем наших црева која се и даље проучава.