Dấu Hiệu Nhận Biết Qúa Trình Lên Men Làm Việc

Lên men là một quá trình sử dụng để sản xuất rượu, bia, sữa chua và các sản phẩm khác. Dưới đây là một cái nhìn tại các quá trình hóa học xảy ra trong quá trình lên men.

Định nghĩa lên men

Lên men là một quá trình trao đổi chất trong đó vi sinh vật chuyển đổi carbohydrate, chẳng hạn như tinh bột hoặc một đường, thành cồn hoặc axit. 

Ví dụ, nấm men thực hiện quá trình lên men để có được năng lượng bằng cách chuyển đổi đường thành rượu (lên men acetic). Vi khuẩn thực hiện quá trình lên men, chuyển đổi carbohydrate thành axit lactic (lên men lactic). Nghiên cứu về quá trình lên men được gọi là zymology .

Lịch sử của quá trình lên men

Thuật ngữ “lên men” xuất phát từ chữ Latin fervere , có nghĩa là “luộc”. Lên men được mô tả bởi nhà giả kim thuật cuối thế kỷ thứ 14, nhưng không phải theo nghĩa hiện đại. Quá trình hóa học của quá trình lên men đã trở thành một chủ đề nghiên cứu khoa học về năm 1600.

Hulton Deutsch / Contributor / Getty Images

Lên men là một quá trình tự nhiên. Người áp dụng quá trình lên men để làm cho các sản phẩm như rượu, mật ong, pho mát, và bia trước khi quá trình sinh hóa được hiểu. 

Trong những năm 1850 và thập niên 1860, Louis Pasteur đã trở thành người đầu tiên zymurgist (nhà khoa học để nghiên cứu quá trình lên men) khi ông đã chứng minh quá trình lên men được gây ra bởi các tế bào sống. Tuy nhiên, Pasteur đã không thành công trong nỗ lực của mình để trích xuất các enzyme chịu trách nhiệm cho quá trình lên men từ các tế bào nấm men. 

Năm 1897, nhà hóa học người Đức Eduard Buechner chiết xuất chất lỏng đất men và tìm thấy chất lỏng có thể lên men một dung dịch đường. Thí nghiệm Buechner được coi là bắt đầu của khoa học về hóa sinh, khiến các năm 1907 giải Nobel về hóa học .

Ví dụ về các sản phẩm hình thành bởi quá trình lên men

Hầu hết mọi người đều nhận thức được thực phẩm và đồ uống mà là những sản phẩm lên men, nhưng có thể không nhận ra nhiều sản phẩm công nghiệp kết quả quan trọng từ quá trình lên men.

• Bia
• Rượu nho
• Sữa chua
• Mật ong
• Phô mai
• Một số thực phẩm chua có chứa acid lactic, bao gồm bắp cải muối, kim chi, và pepperoni
• Bánh mì men bởi men
• Xử lý nước thải
• Một số sản xuất rượu công nghiệp, chẳng hạn như đối với nhiên liệu sinh học
• khí hydro

Đọc thêm: Hướng dẫn lên men nước trái cây tại nhà

Đọc thêm: Cách lên men mead (rượu mật ong)

Lên men ethanol 

Nấm men và vi khuẩn nhất định thực hiện ethanol lên men từ quá trình chuyển hóa glucose được chia thành ethanol và carbon dioxide . Phương trình hóa học thuần để sản xuất ethanol từ glucose là:

C ₆ H ₁₂ O ₆ (glucose) → 2 C ₂ H ₅ OH (ethanol) + 2 CO ₂ (carbon dioxide)

Ethanol lên men đã được dùng sản xuất bia, rượu, và bánh mì.

Đây cũng là cơ chế lên men glocose trong mật ong cà phê để tạo sản phẩm mật ong lên men. Qúa trình giải phóng khí đó chính là CO2 được tạo ra.

Lên men axit lactic

Các phân tử pyruvate từ quá trình chuyển hóa glucose (glycolysis) có thể được lên men thành axit lactic. Quá trình lên men axit lactic được sử dụng để chuyển đổi lactose thành acid lactic trong sản xuất sữa chua. Nó cũng xuất hiện trong cơ động vật khi mô đòi hỏi năng lượng với tốc độ nhanh hơn so với oxy có thể được cung cấp. Phương trình tiếp theo để sản xuất axit lactic từ glucose là:

C ₆ H ₁₂ O ₆ (glucose) → 2 CH ₃ CHOHCOOH (axit lactic)

Việc sản xuất axit lactic từ lactose và nước có thể được tóm tắt như sau:

C ₁₂ H ₂₂ O ₁₁ (lactose) + H ₂ O (nước) → 4 CH ₃ CHOHCOOH (axit lactic)

Đọc thêm: Lên men lactic là gì?

Hydro và khí Methane sản xuất

Quá trình lên men có thể mang lại khí hydro và khí mêtan.

Vi khuẩn cổ men vi sinh methanogenic trải qua một phản ứng disproportionation trong đó một electron được chuyển từ một cacbonyl của một nhóm axit cacboxylic với một nhóm metyl axit axetic để mang lại metan và carbon dioxide khí.

Nhiều loại khí lên men tạo sản lượng hydro. Sản phẩm này có thể được sử dụng bởi cơ thể để tái tạo NAD ⁺ từ NADH. Khí hydro có thể được sử dụng như một chất nền bằng cách gia giảm sulfate và methanogen. Con người trải nghiệm sản xuất khí hydro từ vi khuẩn đường ruột tạo ra hiện tượng "xì hơi".

Sự kiện lên men

• Lên men là một quá trình kỵ khí, có nghĩa là nó không đòi hỏi oxy để xảy ra. Tuy nhiên, ngay cả khi oxy dồi dào, các tế bào nấm men thích quá trình lên men để hô hấp hiếu khí, cung cấp một nguồn cung cấp đủ lượng đường có sẵn.
• Quá trình lên men xảy ra trong hệ thống tiêu hóa của con người và động vật khác.
• Trong một tình trạng sức khỏe hiếm gọi là hội chứng quá trình lên men đường ruột hoặc hội chứng tự động nhà máy bia, quá trình lên men trong đường tiêu hóa của con người dẫn đến ngộ độc do sản xuất ethanol.
• Quá trình lên men xảy ra trong các tế bào cơ bắp của con người. Cơ thể rộng ATP nhanh hơn so với oxy có thể được cung cấp. Trong tình huống này, ATP được sản xuất bởi glycolysis, mà không sử dụng oxy.
• Mặc dù quá trình lên men là một con đường chung, nó không phải là phương pháp duy nhất được sử dụng bởi các sinh vật để có được năng lượng kỵ khí. Một số hệ thống sử dụng sulfate là chất nhận điện tử cuối cùng trong chuỗi vận chuyển electron. 

(https://www.greelane.com/vi/khoa-h%E1%BB%8Dc-c%C3%B4ng-ngh%E1%BB%87-to%C3%A1n/khoa-h%E1%BB%8Dc/what-is-fermentation-608199/)

Nguồn:

• Hui, YH (2004). Sổ tay Bảo quản rau và chế biến . New York: M. Dekker. p. 180. ISBN 0-8247-4301-6.
• Klein, Donald W .; Lansing M .; Harley, John (2006). Vi sinh vật (6 ed.). New York: McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-255678-0.
• Purves, William K .; Sadava, David E .; Orians, Gordon H .; Heller, H. Craig (2003). Cuộc sống, Khoa học Sinh học (ed 7th.). Sunderland, Mass .: Sinauer Associates. pp. 139-140. ISBN 978-0-7167-9856-9.
• Steinkraus, Keith (2018). Handbook of Indigenous Thực phẩm lên men (2nd ed.). CRC Press. ISBN 9781351442510.
• https://vi.wikipedia.org/wiki/L%C3%AAn_men