Hva er gjæring i kjemi?

fermentering er en prosess som brukes til å produsere vin, øl, yoghurt og andre produkter. Her er en titt på den kjemiske prosessen som oppstår under gjæringen.

Fermentering er en metabolsk prosess der en organisme konverterer et karbohydrat, som stivelse eller sukker, inn i en alkohol eller en syre. Gjær utfører for eksempel gjæring for å få energi ved å omdanne sukker til alkohol. Bakterier utfører gjæring, og omdanner karbohydrater til melkesyre. Studien av gjæring kalles zymology.

Begrepet "gjæring" kommer fra det latinske ordet fervere, som betyr "å koke." Fermentering ble beskrevet av alkymister fra slutten av 1300-tallet, men ikke i moderne forstand. Den kjemiske gjæringsprosessen ble gjenstand for vitenskapelig undersøkelse rundt år 1600.

Fermentering er en naturlig prosess. Folk brukte gjæring for å lage produkter som vin, mjød, ost og øl lenge før den biokjemiske prosessen ble forstått. I 1850- og 1860-årene,

De fleste er klar over mat og drikke som er gjæringsprodukter, men kanskje ikke er klar over at mange viktige industriprodukter er resultat av gjæring.

• Øl
• Vin
• Yoghurt
• Ost
• Visse sure matvarer som inneholder melkesyre, inkludert surkål, kimchi og pepperoni
• Brød surdeig etter gjær
• Kloakkbehandling
• Noe industriell alkoholproduksjon, for eksempel for biodrivstoff
• Hydrogengass

Gjær og visse bakterier utfører etanolfermentering der pyruvat (fra glukosemetabolisme) blir brutt inn i etanol og karbondioksid. Den netto kjemiske ligningen for produksjon av etanol fra glukose er:

C₆H₁₂O₆ (glukose) → 2C₂H₅OH (etanol) + 2 CO₂ (karbondioksid)

Etanolgjæring har brukt produksjon av øl, vin og brød. Det er verdt å merke seg at gjæring i nærvær av høye nivåer av pektin resulterer i produksjon av små mengder metanol, som er giftig når den konsumeres.

Pyruvatmolekylene fra glukosemetabolismen (glykolyse) kan fermenteres til melkesyre. Melkesyrefermentering brukes til å omdanne laktose til melkesyre i yoghurtproduksjon. Det forekommer også i dyremuskler når vevet krever energi med en raskere hastighet enn det oksygen kan tilføres. Den neste ligningen for melkesyreproduksjon fra glukose er:

C₆H₁₂O₆ (glukose) → 2 CH₃CHOHCOOH (melkesyre)

Produksjonen av melkesyre fra laktose og vann kan oppsummeres som:

C₁₂H₂₂O₁₁ (laktose) + H₂O (vann) → 4 CH₃CHOHCOOH (melkesyre)

Fermenteringsprosessen kan gi hydrogengass og metangass.

Metanogen archaea gjennomgår en disproportorsjonsreaksjon der ett elektron overføres fra a karbonyl av en karboksylsyregruppe til en metylgruppe eddiksyre for å gi metan og karbondioksyd gass.

Mange gjæringsformer gir hydrogengass. Produktet kan brukes av organismen for å regenerere NAD⁺ fra NADH. Hydrogengass kan brukes som et underlag av sulfatreduserende midler og metanogener. Mennesker opplever hydrogengassproduksjon fra tarmbakterier, produserer flatus.

• Fermentering er en anaerob prosess, noe som betyr at den ikke krever oksygen for å kunne skje. Selv når oksygen er rikelig, foretrekker gjærceller imidlertid fermentering fremfor aerob respirasjon, forutsatt at det er tilstrekkelig tilførsel av sukker tilgjengelig.
• Fermentering skjer i fordøyelsessystemet til mennesker og andre dyr.
• I en sjelden medisinsk tilstand som kalles tarmfermenteringssyndrom eller auto-bryggerisyndrom, fører gjæring i fordøyelseskanalen til mennesker til rus ved etanolproduksjon.
• Fermentering forekommer i menneskelige muskelceller. Muskler kan bruke ATP raskere enn oksygen kan tilføres. I denne situasjonen produseres ATP ved glykolyse, som ikke bruker oksygen.
• Selv om gjæring er en vanlig vei, er det ikke den eneste metoden som brukes av organismer for å skaffe energi anaerobt. Noen systemer bruker sulfat som den endelige elektronakseptoren i elektrontransportkjede.

• Hui, Y. H. (2004). Håndbok for konservering og foredling av grønnsaker. New York: M. Dekker. s. 180. ISBN 0-8247-4301-6.
• Klein, Donald W.; Lansing M.; Harley, John (2006). mikrobiologi (6. utg.). New York: McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-255678-0.
• Purves, William K.; Sadava, David E.; Orians, Gordon H.; Heller, H. Craig (2003). Livet, biologien (7. utg.). Sunderland, messe: Sinauer Associates. s. 139–140. ISBN 978-0-7167-9856-9.
• Steinkraus, Keith (2018). Håndbok for urfolk fermentert mat (2. utg.). CRC Press. ISBN 9781351442510.