Люди веками использовали ферментацию, чтобы изменить природу пищевых продуктов. Ферментация - это энергетический анаэробный метаболический процесс, при котором организмы превращают питательные вещества - обычно углеводы - в спирт и кислоты, такие как молочная кислота и уксусная кислота.
Ферментация, пожалуй, самое древнее биотехнологическое открытие, известное человеку. Микроварения могут быть в моде, но более 10 000 лет назад человечество производило пиво, вино, уксус и хлеб с использованием микроорганизмов, в первую очередь дрожжей. Йогурт был произведен молочнокислыми бактериями в молоке, а плесень использовалась для производства сыра, а также для вина и пива. Эти процессы до сих пор широко используются для производства современных продуктов питания. Однако используемые сегодня культуры были очищены и часто генетически очищены для сохранения наиболее желательных свойств, а также для производства продуктов высочайшего качества.
Продукты, образующиеся при брожении
Многие продукты, которые вы едите каждый день, образуются в процессе брожения. Некоторые из них, которые вы, возможно, знаете и регулярно едите, включают сыр, йогурт, пиво и хлеб. Некоторые другие продукты менее распространены для многих американцев.
- Чайный
- Мисо
- Кефир
- кимчи
- Тофу
- Салями
- Продукты, содержащие молочную кислоту, такие как квашеная капуста
Общее определение
Наиболее известным определением ферментации является «превращение сахара в спирт (с использованием дрожжей) под анаэробные условия, как при производстве пива или вина, уксуса и сидра. "Ферментация является одним из самый старший исторические биотехнологические процессы используется человеком для производства повседневных продуктов питания.
Появление промышленного брожения
В 1897 году открытие, что ферменты из дрожжей могут превращать сахар в алкоголь, привело к промышленным процессам для химические вещества, такие как бутанол, ацетон и глицерин, используемые в таких повседневных продуктах, как зажигалки, жидкость для снятия лака, и мыло. Процессы брожения все еще используются сегодня во многих современных биотехнологических организациях, часто для производства ферментов, которые будут использоваться в фармацевтических процессах, восстановлении окружающей среды и других промышленных процессах.
Этанольное топливо также производится путем ферментации. Альтернативный источник топлива использует кукурузу, сахарный тростник и другие растения для производства газа. Ферментация также полезна при обработке сточных вод. Здесь канализация разрушается с помощью процесса. Опасные ингредиенты удаляются, а оставшийся ил может перерабатываться в удобрения, а газы, образующиеся в процессе, становятся биотопливом.
биотехнология
В мире биотехнологиятермин «ферментация» используется довольно свободно для обозначения роста микроорганизмов, образующихся на пище, в аэробных или анаэробных условиях.
Бродильные чаны (также называемые биореакторами), используемые для промышленных процессов брожения, представляют собой стеклянные, металлические или пластиковые резервуары. которые оснащены датчиками (и настройками), которые контролируют аэрацию, скорость перемешивания, температуру, pH и другие параметры интерес. Единицы могут быть достаточно малы для настольного применения (5-10 л) или вместимостью до 10 000 л для крупномасштабного промышленного применения. Такие агрегаты для ферментации 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 брожения называется зимология или зимургия. 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».