Laktik fermantasyon: nedir, nasıl gerçekleşir ve ne için kullanılır?

Canlılar çeşitli faaliyetler gerçekleştirir. metabolik süreçler Enerji elde etme amacıyla gerçekleştirilir. Bu tür süreçlerin gözle görülür sonucu şudur: transformasyonBu, bileşiklerin koşullarında ve özelliklerinde bir değişiklik olarak tanımlanır. Muhtemelen çevrenizdeki birçok şeyde bu süreci gözlemlemişsinizdir, ancak tüm bozunma süreçlerinin fermantatif olmadığı da bir gerçektir. Örneğin, süt kutusunu buzdolabının dışında bıraktığınız zaman, bakteriler... laktobasil Bu, taze sütünüzü ekşitti. Bu arada, bu reaksiyonun ürünleri her zaman istenmeyen şeyler değildir: akşam yemeğinde içtiğiniz o bir kadeh şarap, üzüm suyunun fermantasyonundan gelmiştir.

Fermantasyon dönüştürür şekerler Etil grubuna ait ürünlerde (alkoller) bulunur ve genellikle karakteristik "ekşi" tadı veren asitlerin oluşumuyla birlikte gerçekleşir. Laktik fermantasyonun özel durumunda, bu şekerler esas olarak şunlara dönüştürülür: laktik asitBirçok fermente gıdanın karakteristik asitliğinden sorumludur.

Fermantasyondan laktik fermantasyona

Fermantasyon bir anaerobik kimyasal reaksiyon (oksijensiz ortamda gerçekleşir) Mikroorganizmalar (bakteriler ve mayalar) tarafından gerçekleştirilir. Bazı gıdalardaki bu bozulma sürecini mikrobiyal aktiviteyle ilişkilendiren bilim insanı Louis Pasteur'dü. Zamanla mikrobiyoloji, bunun böyle olduğunu göstermiştir. fermantasyon türü (nihai ürünlerle tanımlanan) bu durum, ilgili mikroorganizmaya bağlıdır.

In laktik fermantasyon Laktik asit bakterileri de dahil olmak üzere bazı türler bu süreçte yer almaktadır. LactobacillusGlikozun parçalanmasının temel sonucu şudur: laktik asit ve rotaya bağlı olarak, ayrıca karbondioksit ve etanol veya organik asitler gibi diğer ikincil bileşikler.

Biyokimyasal olarak, laktik asit bakterileri enerjilerini şu yollarla elde ederler: glikolizOluşan piruvat, laktata veya laktat ve diğer bileşiklerin bir kombinasyonuna indirgenerek yeniden oluşturulur. NAD + Oksijen yokluğunda glikolizin devam etmesi için gereklidir.

Laktik fermantasyonda baskın reaksiyon mekanizması ardışık dehidrojenasyonlar Genellikle şeker olan organik maddelerin fermantasyonuna bazen yağ asitleri gibi diğer reaktifler de katılabilir. Tarihsel basitleştirme amacıyla, genel fermantasyon genellikle şu denklemle özetlenir:

Şeker = Alkol + Karbondioksit

Ancak, laktik fermantasyona daha kapsamlı bir bakış açısı, alkoller ve CO₂'ye ek olarak asitlerin oluşumunu da dikkate alır.₂:

Şeker → Alkol + Karbondioksit + Organik asitler (çoğunlukla laktik asit)

Pratikte farklılıklar vardır. laktik fermantasyon türleri Ürünlere ve metabolik yollara göre:

• Homolaktik: Laktoz veya glikoz neredeyse tamamen tek bir ana ürüne parçalanır, o da şudur: laktik asitBu, örneğin bazı türler tarafından yapılır. Lactobacillus y streptokok Yoğurt üretiminde yer almak.
• Heterolaktik: Örneğin ürünler laktik asit, etanol y CO₂ve bazı durumlarda ilave organik asitler (örneğin, asetik asit). Yola bağlı olarak, az miktarda su da yan ürün olarak ortaya çıkabilir. Bakteriler gibi... lökonostok veya belirli türleri Lactobacillus Turşu yapımında ve karmaşık fermantasyonlarda kullanılan heterolaktik fermantasyonlar gerçekleştirirler.

İşlevsel olarak, laktik asit bakterileri sadece laktik asit üretmekle kalmaz, aynı zamanda başka maddeler de üretirler. organik asitlerEkzopolisakkaritler ve aromatik bileşikler, yapıyı değiştiren maddelerdir. doku, lezzet ve aroma Fermente gıdaların yapımında kullanıldıkları için gıda endüstrisinde oldukça yaygındırlar.

Laktik fermantasyonu destekleyen koşullar

Laktik fermantasyonun gelişmesini destekleyen koşullar şunlarla ilgilidir: fizyolojik ihtiyaçlar İlgili bakterilerin sayısı da önemlidir. Bu faktörleri kontrol etmek hem endüstride hem de evde yemek pişirmede büyük önem taşır.

Standart çevre koşulları: Klasik olarak, koşullara yakın durumlardan bahsedilir. 25 ºC ve 1 atm Birçok bakteri için elverişlidirler; pratikte, türe bağlı olarak, en uygun aralıklar şunlardır: 25-40 ºCÖrneğin, yoğurt yapımında karışım uzun süre bekletilir. 35-40 ºC Bakterilerin laktozu laktik aside dönüştürebilmesi için birkaç saat boyunca yüksek sıcaklıkta bekletilir. Sıcaklık çok düşükse (örneğin, 4°C'de soğutma) aktivite yavaşlar; çok yüksekse bakteriler ölebilir ve fermantasyon durur.

Şekerlerin ve organik bileşenlerin varlığı: Bakteriler bundan faydalanır. fermente edilebilir şekerler (Sütteki laktoz; sebze ve tahıllardaki basit şekerler ve nişasta türevleri). Halk dilinde, bakterilerin Şekeri çok seviyorlar..

Nem: Birçok antibakteriyel işlem, fermantasyonu ve diğer mikrobiyal büyümeyi teşvik ettiği için nemi sınırlamayı amaçlar. Çok düşük nem içeriğine sahip bir ürün, bakteriyel etkiye karşı daha az hassastır; bu nedenle çok kuru etler veya kurutulmuş ürünler daha stabildir.

Kontrollü fermantasyonlarda, aşağıdaki hususlara da özen gösterilir: oksijenin varlığı veya yokluğuBirçok laktik asit bakterisi oksijene tolerans gösterse de, fermantasyonun kendisi esasen anaerobiktir: oksijenin sınırlandırılması, aerobik solunum yerine fermantatif yolu destekler.

Diğer bir önemli faktör ise, pHFermantasyon ilerledikçe, laktik asit pH'ı düşürerek LAB için elverişli ve birçok patojen için elverişsiz bir ortam yaratır; bu da onu bir koruma yöntemi olarak etkili kılar.

LactobacillusLaktik asit bakterileri ve bunların laktik fermantasyondaki rolü

Cinsiyet Lactobacillus Bu, daha büyük bir grubun parçasıdır. laktik asit bakterileri (LAB). Bunlar Gram-pozitif bakterilerdir, uzun ve çubuk benzeri bir şekle sahiptirler; tercih ettikleri ortamlar anaeroblarAncak birçok durumda oksijene tolerans gösterirler.

BAL'ler aşağıdaki türleri içerir: Lactobacillus, Lactococcus, Streptococcus, Enterococcus, Leuconostoc ve PediococcusYoğurt, kefir, peynir, turşu ve ekşi mayalı ekmek gibi fermente gıdalarda bulunur.

Cuando Lactobacillus Laktoz fermantasyonunu geliştirerek sadece besin elde etmekle kalmaz, aynı zamanda asidik ortamlara da tercih gösterir. Bu özellik şu amaçlarla kullanılır: gıda muhafazaÇünkü asidik bir ortam birçok patojenik bakterinin büyümesini sınırlar.

Söz konusu türlerden bazıları şunlardır:

• Lactobacillus bulgaricus (şu anda kompleksin bir parçası olarak kabul ediliyor) Lactobacillus delbrueckii alt sp. bulgaricusGeleneksel yoğurt yapımında yaygın olarak kullanılır.
• Fermente sütlerde ve bazı peynirlerde yaygın olarak bulunan Lactobacillus casei, potansiyel olarak probiyotik.
• Lactobacillus delbrueckii, laktik fermantasyonlarda ve laktik asidin endüstriyel üretiminde rol oynar.
• Lactobacillus leichmannii, belirli fermantasyonlarda ve metabolik çalışmalarda mevcuttur.

Doktorlar ve beslenme uzmanları, LAB içeren ürünlerin tüketimini teşvik eder çünkü bu ürünler çeşitli sağlık sorunlarına fayda sağlayabilir. bağırsak florasıVücudun yenilenmesine ve dengelenmesine yardımcı olur. Birçok marka etiketlerinde [içeriklerin] varlığını belirtir. probiyotiklerBu bakteriler şeker ve proteinlerin bir nevi "ön sindirimini" gerçekleştirerek yiyecekleri daha sindirilebilir hale getirir. sindirim ve laktoz hassasiyeti olan kişiler tarafından daha iyi tolere edilir.

Ancak birçok ticari süt ürünü, canlı florayı azaltan veya ortadan kaldıran ısı işlemlerine (pastörizasyon veya diğerleri) tabi tutulur: kimyasal bileşim (laktik asit, doku ve lezzet) korunabilir, ancak canlı bakterilerle ilişkili probiyotik etki azalır veya kaybolur.

İnsan vücudunda laktik fermantasyon: kaslar ve kas ağrıları

Laktik fermantasyon sadece bakterilere özgü değildir. Bizimki de öyle. Kas hücreleri Enerji ihtiyacı oksijen arzını aştığında da laktik asit yoluna başvururlar.

Sırasında yoğun çabaKaslar enerjiyi glikoliz yoluyla elde eder; oksijen eksikliği durumunda pirüvat glikolize dönüştürülür. laktatNAD yenilenmesi⁺ glikolizin devam etmesi için:

Piruvat + NADH + H+⁺ → Laktat + NAD⁺

Bu süreç şurada gerçekleşir: sitoplazma Bu durum, düşük oksijen koşullarında ATP üretiminin devam etmesini sağlar. Laktat birikimi ve pH düşüşü, yorgunluk hissine ve ani kas ağrısına katkıda bulunur; ancak, gecikmiş kas ağrısı daha çok kas liflerindeki mikro yırtılmalarla ilgilidir. Oksijen kaynağı iyileştiğinde, laktat diğer dokulara (örneğin karaciğere) taşınabilir ve metabolizma için tekrar enerjiye dönüştürülebilir.

Gıda muhafazasında ve iyileştirilmesinde laktoz fermantasyonu

Fermantasyon, eski zamanlardan kalma ve geliştirilmiş bir yöntemdir. Yiyeceklerin daha uzun süre dayanabilmesi için onları dönüştürmemiz gerekiyor. Ayrıca antibiyotiklerin bulunmadığı zamanlarda mide enfeksiyonlarını önlemek için de fermantasyon yöntemleri geliştirilmiştir. Çeşitli kültürler (örneğin Asya'da sebzeler, tahıllar ve soya fasulyesi ile) bu yöntemlerin mekanizmalarını tam olarak anlamadan fermantasyona başvurmuşlardır.

Louis Pasteur bu reaksiyonların bilimsel temelini oluşturarak, koruma tekniklerinin yolunu açtı. Bugün biliyoruz ki laktik fermantasyon sadece koruma sağlamakla kalmaz, aynı zamanda... Dokuyu, lezzeti, aromayı ve besin değerini iyileştirin. yiyecek.

Endüstride laktik fermantasyon şunlara olanak tanır:

• doku geliştirmek Yoğurt gibi ürünlerde, aşırı kıvam arttırıcı kullanımından kaçınılarak, bazı bakteri türleri doğal olarak kremsi ve stabil bir doku oluşturan ekzopolisakkaritler üretir.
• Lezzet ve aromayı artırın Peynirlerde ve diğer fermente gıdalarda, proteinlerin, şekerlerin ve lipitlerin metabolizmasından türetilen aromatik bileşikler yoluyla bulunur.
• İstenmeyen bileşenleri azaltın Örneğin laktoz gibi, intoleransı olan kişilerde sindirim rahatsızlığını azaltır.

Önemli laktik fermantasyon örnekleri şunlardır:

• Süt fermantasyonu: BAL'ler enerjilerini şunlardan elde ederler: laktozSütü asitleştirmek. kesilmiş süt pH düştüğünde proteinlerin (kazeinlerin) çökelmesi sonucu oluşur; bu sayede yoğurt, peynir, kefir ve diğer ürünler yapılır.
• Sebzelerin fermantasyonu: Tuz, patojenleri engellemek için kullanılır; doğru kullanıldığında, tuz dirençli laktik asit bakterilerinin seçilmesini sağlar ve turşu yapımını kolaylaştırır, örneğin... lahana turşusu, turşu ve kimchiAşırı kullanıldığında, gelişimini de sınırlayabilir. Lactobacillus.
• Etlerde fermantasyon: Fermente sosislerde ve kürlenmiş etlerde fermantasyon, aşağıdakiler üzerinde etki eder: glikojen (veya mevcut şekerler) onu laktik aside dönüştürerek koruma, lezzet ve renge katkıda bulunur.

Laktik fermantasyon aşağıdaki gibi substratlar için de geçerlidir: kahve müsilajı. Hamurda bulunan BAL (örneğin, Lactobacillus plantarum, L. fermentum, L. acidophilusMeyvedeki şekerleri tüketir ve laktik asit, alkol, asetik asit ve CO üretir.₂Sıcaklık, pH, oksijen ve süre kontrol edilerek, belirli profillere sahip kahveler elde edilir. hoş asiditeÖzel kahvelerde takdir edilen tatlılık ve karmaşık aromalar.

Özetle, laktik fermantasyon asitlendirir, korur ve iyileştirir Duyusal özellikler ve çoğu durumda besin değeri ve sindirilebilirliği. Enerji üretimi ile tükettiğimiz şeylerin derinlemesine dönüşümü arasında bir köprü görevi görerek güvenlik, lezzet ve bağırsak sağlığımızla karmaşık bir etkileşim sağlar; bu konu halen araştırılmaktadır.