Sisu
Kaks kõige tavalisemat kääritamistüüpi on alkohoolne ja piimhappe kääritamine.
Kuigi alkohoolne kääritamine võib olla kõige tuntum (ning seda võib täheldada paljudes toitudes ja jookides, näiteks vein, õlu, kääritatud teed, leib ja vorstid), peetakse piimhappe kääritamist kõige vanemaks. Kääritatud toite, nagu juust, jogurt, keefir, hapukapsas ja marineeritud toidud, on tuhandete aastate taha jõudnud peaaegu igas kultuuris kogu maailmas.
Piimhappe käärituse ja alkoholkäärimise võrdlemiseks ja vastandamiseks on mõlemad oksüdatsiooni-redutseerimise reaktsioonid ja hõlmavad glükolüüsi.
Alkoholi kääritamine esineb mikroorganismides nagu pärm ja muundab glükoosiks energia, mis eraldub süsinikdioksiidina. Saadud kõrvalsaadust nimetatakse etanooliks (tuntud ka kui etüülalkohol või lihtsalt alkohol). Piimhappe kääritamine esineb teatud bakterites, pärmi- ja lihasrakkudes ning muundab glükoosi energiaks. Selle kõrvalsaadus on laktaat. Piimhappe kääritamist kasutatakse ka toiduainetööstuses, kus kasutatakse piimhappebaktereid.
Pärmi ja bakterite roll kääritamisel
Alkoholi kääritamine hõlmab sageli Saccharomyces cerevisiae, (üldtuntud kui pagaripärm), mis tuleneb oma nimest suhkrust (sahharo), seenest (mütsees) ja õllest (cerevisiae). Neoliitikumi perioodist pärinev pärmi kääritamine on õlle, veini, leiva ja biokütuse tootmisel hädavajalik.
Käärimine hõlmab mitmete mikroobide sissetoomist, mis suurendavad happe või alkoholi taset; S. tserevisioonid kääritamine muudab tärklise lihtsateks suhkruteks, mida pärm tarbib seejärel süsinikdioksiidi ja alkoholi saamiseks.
Lihtsamalt öeldes - pärm rookib suhkrut rakkude paljunemisel. Rakud jätkavad paljunemist, kuni kogu suhkur on tarbitud ja pärm kulutatud; pärm settib seejärel anuma põhja. See protsess on sama, kas lõpptulemus on alkohol või biokütus.
Lactobacillus on piimhappe kääritamisel kõige tavalisemad bakterid. Viljaproovides sisalduv suhkur tekitab loomulikult piimhapet, mis alandab pH-d, vähendades mikroorganismide arvu, kes võivad kasvada. See säilitab toidu tõhusalt. Seda kasutatakse tavaliselt marineerimisel, samuti jogurti ja kääritatud toitude nagu hapukapsas ja kimchi tootmisel.
Piimhappebaktereid leidub mõnes toidus looduslikult ja neid kasutatakse peamiselt "starteritena", mis tähendab, et nad saavad käärimisprotsessi alguse. Toidus juba olevad süsivesikud hoiavad reaktsiooni kulgevat. Seetõttu on erineva aja jooksul laagerdunud juustudel erinevad maitsed.
Alkohoolne vs piimhappe fermentatsioon
Alkoholi kääritamine on keemiline reaktsioon, mille käigus energia tootmiseks kasutatakse pärmi ja suhkrut, mida võite näha lahuse mullidena; see võib olla aeroobne või anaeroobne (töötada hapniku juuresolekul või puudumisel). Pärast süsinikdioksiidi eemaldamist redutseeritakse saadud atseetaldehüüd etanooliks. Pärm ei suuda etanooli metaboliseerida; lähterakkude osas on see jäätmeprodukt.
Piimhappe kääritamise võib määratleda kui protsessi, mis toimub pärast glükolüüsi anaeroobses hingamises. Ensüüm nimega laktaatdehüdrogenaas põhjustab reaktsiooni glükolüüsi alustamiseks, moodustades protsessis laktaadi.
See laktaat protoneerub piimhappeks ja jätkab akumuleerumist lihasrakkudes, kuni hapnik taaskehtestub ja aeroobne hingamine taastub. ("Protonaat" tähendab prootoni lisamist teisele aatomile või molekulile, mis loob sideme ja muudab laktaadi happeks.) Piimhappeline kääritamine toimub anaeroobse hingamise kaudu, mis toimub siis, kui organismis on hapnikupuudus. See hoiab ära lihaste energia saamise rakkude hingamisest.
Peamiselt erineb piimhappe kääritamine etüülalkoholi kääritamisest selles, et tulemuseks on piimhape, mitte etanool. Hapnikuga kokkupuutel lagunevad piimhappemolekulid süsinikdioksiidiks ja veeks. Toiduainete tootmisel lagundab see piimhape suhkruid, hoides ära toidu riknemise.
Alkoholi kääritamine võib toimuda keskkondades nii hapnikuga kui ka ilma hapnikuta, tulemuste erinevus on erinev.
Piimhappe mõju kehale
Pärast treeningut kogetud lihasvalu põhjustab piimhappe kogunemine. Regulaarse tegevuse korral suudavad kopsud sammu pidada keha hapnikuvajadustega, kuid treeningu ajal on vaja rohkem energiat. See jätab hapniku nappusesse, seega algab anaeroobne hingamine. See pole nii tõhus kui aeroobne hingamine ja selle protsessi tulemusel saadakse piimhape.
Ehkki piimhapet peetakse sageli jäätmeteks, töödeldakse see uuesti maksa kaudu, kus see muundatakse uuesti glükoosiks. Mõnel juhul võib piimhappe kogunemine põhjustada iiveldust, hingamisraskust ja nõrkust. Kui kehal pole aega taastuda, võivad kusihappekristallid koguneda liigestele, põhjustades valu, mida nimetatakse podagraks.