Διαφορά μεταξύ αλκοολικής και γαλακτικού οξέος ζύμωσης

Η διαφορά μεταξύ αλκοολικής και γαλακτικής ζύμωσης

Υπάρχουν δύο τύποι ζύμωσης: αλκοολική και γαλακτική. Το τελευταίο παράγει αλκοόλ και CO2 χρησιμοποιώντας ζυμομύκητες. Η ζύμωση της λακτόζης χρησιμοποιεί σάκχαρα για τη διάσπαση του αμύλου, ενώ η αλκοολική ζύμωση χρησιμοποιεί ζυμομύκητες και άλλες βακτηριακές μορφές ζωής. Κάθε τύπος είναι απαραίτητος για την ανάπτυξη διαφόρων οργανισμών. Οι ζύμες και τα βακτήρια γαλακτικού οξέος είναι απαραίτητα και για τους δύο τύπους ζύμωσης. Μάθετε τις διαφορές μεταξύ αυτών των δύο τύπων ζύμωσης για να προσδιορίσετε ποιος είναι ο καλύτερος για εσάς.

Οι ζύμες είναι απαραίτητες για τη ζύμωση του γαλακτικού οξέος.

Οι ζύμες είναι το ενδιάμεσο είδος μεταξύ βακτηρίων και μούχλας. Ενώ τα βακτήρια έχουν τις υψηλότερες απαιτήσεις σε νερό, οι ζύμες απαιτούν σχετικά χαμηλό εύρος. Συνήθως, οι ζύμες χρειάζονται pH περίπου 4,5 και σχετική υγρασία 88%. Αυτές οι δύο συνθήκες είναι ιδανικές για ζύμωση γαλακτικού οξέος. Οι ζύμες μπορούν να αναπτυχθούν σε όξινες και αλκαλικές συνθήκες και έχουν πολλά οφέλη στην παραγωγή τροφίμων.

Το Sauerkraut, μια γερμανική υπερτροφή, παρασκευάζεται από ζυμωμένο λάχανο. Είναι μια απλή, θρεπτική τροφή που είναι εύκολα εύπεπτη. Η παραγωγή ξινολάχανου εξακολουθεί να γίνεται σε μεγάλο βαθμό σε μικρές φάρμες, αλλά πλέον παράγεται εμπορικά σε δεξαμενές ζύμωσης. Τα ένζυμα που υπάρχουν στο ξινολάχανο βοηθούν επίσης τη βιοσυντήρηση. Οι αναλυτές τροφίμων ισχυρίζονται ότι η ζύμωση γαλακτικού οξέος γίνεται ολοένα και πιο σημαντική στις καινοτομίες των χυμών λόγω της υψηλότερης περιεκτικότητάς του σε βιταμίνες και ένζυμα.

Η ζύμωση γαλακτικού οξέος ή η γαλακτοζύμωση, είναι μια παραδοσιακή μέθοδος για τη συντήρηση των τροφίμων που χρησιμοποιείται για τη συντήρηση των γαλακτοκομικών προϊόντων πριν από την κατάψυξη. Σήμερα, τα βακτήρια γαλακτικού οξέος είναι ένα κοινό συστατικό στη βιομηχανική ζύμωση. Μετατρέπουν τα σάκχαρα σε γαλακτικό οξύ, αναστέλλουν τα επιβλαβή βακτήρια και δημιουργούν συνθήκες για τη δραστηριότητα της ζύμης. Αυτή η διαδικασία χρησιμοποιείται στην οινοποίηση και στην παραγωγή μπύρας. Εκτός από την παραγωγή κρασιού, το γαλακτικό οξύ χρησιμοποιείται για τη συντήρηση κρέατος, λαχανικών και πολλά άλλα.

Η ζύμωση γαλακτικού οξέος συμβαίνει όταν το ένζυμο γαλακτική αφυδρογονάση δεν μπορεί να διασπάσει το πυροσταφυλικό. Η ζύμωση παράγει NAD+, επιτρέποντας τη συνέχιση της γλυκόλυσης, με αποτέλεσμα επιπλέον μόρια ATP. Τα υποπροϊόντα της ζύμωσης του γαλακτικού οξέος περιλαμβάνουν το γαλακτικό οξύ και τη γλυκόζη, που παράγονται κατά τη διάρκεια της γλυκόλυσης. Και τα δύο είναι απαραίτητα για την παραγωγή ενέργειας.

Είναι μια αερόβια διαδικασία.

Η αλκοολική ζύμωση είναι μια αερόβια διαδικασία κατά την οποία ένα βακτήριο χρησιμοποιεί οξυγόνο για να μετατρέψει τα σάκχαρα σε αιθανόλη. Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, παράγεται NAD+ και τα βακτηριακά είδη χρησιμοποιούν αφυδρογονάση αλκοόλης για να καταλύσουν την αντίδραση. Το πιο σημαντικό βακτηριακό είδος που μπορεί να εκτελέσει αυτή τη διαδικασία είναι το Zymomonas mobilis. Αυτό το βακτήριο βρίσκεται στη λέμφο των τροπικών δέντρων και αρχικά προτάθηκε ως αρχικό βακτήριο στη βιομηχανική κλίμακα παραγωγής αιθανόλης.

Ο Λουί Παστέρ μελέτησε αυτή τη βακτηριακή διαδικασία και δημοσίευσε τα προκαταρκτικά και τελικά αποτελέσματα το 1857. Το τελικό αποτέλεσμα δημοσιεύτηκε το 1860 στο Memoir de la fermentation alcoolique και η διαδικασία ονομάστηκε από τον Παστέρ. Ωστόσο, παρά τα πλεονεκτήματα αυτής της βακτηριακής καλλιέργειας, έχει προταθεί ότι αυτή η διαδικασία οδηγήθηκε σε μεγάλο βαθμό από τον ανταγωνισμό μεταξύ ζυμομυκήτων και βακτηρίων. Μπορεί επίσης να έχει εξελιχθεί λόγω της έλλειψης οξυγόνου στον αέρα.

Οι ζύμες μπορούν να αναπνέουν παρουσία διοξειδίου του άνθρακα, ακόμη και αν η συγκέντρωση γλυκόζης στο διάλυμα είναι εξαιρετικά χαμηλή. Αυτός είναι ο λόγος που οι ζύμες εξελίχθηκαν με φρούτα, τα οποία χρειάζονται βακτήρια για να επιβιώσουν. Οι ζύμες δεν μπορούσαν να αναπτυχθούν αρκετά γρήγορα για να ανταγωνιστούν τα βακτήρια, έτσι έπρεπε να χρησιμοποιήσουν ζάχαρη για να επιβιώσουν. Στην αερόβια ζύμωση, ένα μόνο μόριο γλυκόζης μπορεί να διασπαστεί σε έως και 38 μόρια ATP, τα οποία είναι πλούσια σε ενέργεια.

Τα σύγχρονα φρούτα είναι πλούσιες πηγές απλών σακχάρων, γεγονός που έχει οδηγήσει σε αύξηση της μεταβολικής τους ικανότητας να υποβαθμίζουν τη ζάχαρη σε αιθανόλη. Η ενισχυμένη γλυκολυτική ροή αύξησε την ανταγωνιστική τους ικανότητα υπό αερόβιες συνθήκες. Αυτή η βασική ικανότητα αερόβιας αλκοολικής ζύμωσης έχει αναβαθμιστεί με πρόσθετα ρυθμιστικά βήματα σε πολλές σειρές. Αυτή ήταν η εξέλιξη της καταστολής της γλυκόζης στο S. cerevisiae clade. Αυτές οι τροποποιήσεις οδήγησαν στην εξέλιξη της αιθανόλης.

Χρησιμοποιεί σάκχαρα για τη διάσπαση του αμύλου.

Στο προζύμι, η μαγιά ζυμώνει τη λακτόζη και το γαλακτικό οξύ για να σχηματίσει δεξτρίνη. Η λακτόζη είναι ένα σύνθετο σάκχαρο που αποτελείται από τέσσερις έως έξι αλυσίδες γλυκόζης. Η αμυλάση και η αμυλοπουλλουλανάση είναι δύο ένζυμα που απαιτούνται για τη διαδικασία. Το προζύμι ζυμώνεται επίσης με βακτήρια γαλακτικού οξέος. Η ζύμωση της λακτόζης χρησιμοποιεί βακτήρια γαλακτικού οξέος, τα οποία παράγουν αμυλάση, και αμυλοπηκτίνη, η οποία υδρολύει το άμυλο σε δεξτρίνη.

Τον δέκατο ένατο αιώνα, οι χημικοί άρχισαν να ερευνούν τις διαδικασίες που οδηγούν στην παραγωγή γαλακτικού οξέος από άμυλο. Ανέπτυξαν αναλυτική χημεία και χημική ονοματολογία για να κατανοήσουν πώς παράγεται το αλκοόλ. Ο Γάλλος χημικός Antoine Lavoisier πραγματοποίησε ένα τέτοιο πρώιμο πείραμα. Διερευνούσε τις βασικές θεωρίες που σχετίζονται με τον μετασχηματισμό των ουσιών. Χρησιμοποιώντας σάκχαρα, ο Lavoisier μπόρεσε να αποκρυπτογραφήσει πώς διασπώνται τα σάκχαρα. Έδειξε ότι τα δύο τρίτα των σακχάρων μετατρέπονται σε αλκοόλ, ενώ το άλλο τρίτο οξειδώνεται για να παράγει διοξείδιο του άνθρακα.

Εκτός από την αποικοδόμηση του αμύλου και των σακχάρων, τα βακτήρια του γαλακτικού οξέος παράγουν και ευεργετικές ουσίες. Ορισμένα στελέχη μπορούν να βελτιώσουν την πεπτικότητα των πρωτεϊνών αναστέλλοντας τη συσσώρευση μυκοτοξινών στα προϊόντα δημητριακών. Επιπλέον, τα βακτήρια γαλακτικού οξέος μπορούν να μειώσουν το επίπεδο της αφλατοξίνης Β1 και της αφλατοξίνης Β2 στα αμύγδαλα. Αυτή η διαδικασία είναι επίσης ευεργετική για την υγεία ενός ατόμου, καθώς τα βακτήρια γαλακτικού οξέος μπορούν να βοηθήσουν στην πέψη των πρωτεϊνών στα τρόφιμα.

Τόσο το γαλακτικό οξύ όσο και η αλκοολική ζύμωση χρησιμοποιούν σάκχαρα για τη διάσπαση του αμύλου. Τα σάκχαρα περιέχουν μόρια πυροσταφυλικού που μπορούν να διασπάσουν οι ζυμομύκητες. Η μαγιά και τα βακτήρια παράγουν τόσο γαλακτικό οξύ όσο και αλκοόλ. Η διαδικασία ζύμωσης μπορεί να διαρκέσει εβδομάδες. Η έλλειψη υδατανθράκων θα επηρεάσει τη διαδικασία ζύμωσης. Τα αποτελέσματα της ζύμωσης του γαλακτικού οξέος είναι συχνά πικρά και έχουν υψηλή περιεκτικότητα σε αλκοόλη.

Προκαλεί πόνο στους μύες.

Οι δύο διαδικασίες που προκαλούν πόνο στους μύες είναι παρόμοιες. Και τα δύο περιλαμβάνουν τη ζύμωση της γλυκόζης. Κατά τη διάρκεια της αερόβιας αναπνοής, το σώμα παράγει 36 μόρια ATP ανά μόριο γλυκόζης που καταναλώνεται. Η διαδικασία ζύμωσης παράγει μόνο δύο μόρια ATP ανά μόριο γλυκόζης που καταναλώνεται. Αυτή η προκύπτουσα μείωση της παραγωγής ATP προκαλεί κόπωση και πόνο στους μυϊκούς ιστούς. Επιπλέον, το γαλακτικό οξύ συσσωρεύεται στους μύες, προκαλώντας αίσθηση καψίματος. Οι ειδικοί πιστεύουν ότι η συσσώρευση γαλακτικού οξέος προκύπτει από μικροσκοπική βλάβη στους μύες.

Σε μια προσπάθεια να αντισταθμίσουν τις επιδράσεις του γαλακτικού, τα μυϊκά κύτταρα χρησιμοποιούν ζύμωση γαλακτικού οξέος για να παρέχουν ενέργεια. Αυτή η ζύμωση προκαλεί μια αίσθηση καψίματος σε ανενεργούς μυϊκούς ιστούς, κάτι που μπορεί να σας βοηθήσει να σταματήσετε την υπερβολική εργασία των μυών σας. Αυτή η διαδικασία επιβάλλει επίσης μια περίοδο ανάπαυσης. Ενώ η ζύμωση γαλακτικού οξέος είναι μια κοινή αιτία πόνου μετά την άσκηση, δεν είναι η μόνη αιτία μυϊκού πόνου.

Ενώ το γαλακτικό οξύ δεν είναι επιβλαβές για το σώμα σε μικρές ποσότητες, οι βαριές συσσωρεύσεις μπορεί να προκαλέσουν πόνους στους μύες. Αυτό συμβαίνει επειδή το γαλακτικό οξύ δημιουργεί μια ανισορροπία στα ιόντα και το pH στο σώμα. Το κυτοσόλιο συνδέει το σώμα και το γαλακτικό οξύ είναι ένα υποπροϊόν αυτής της διαδικασίας. Όμως, παρόλο που το γαλακτικό οξύ είναι απαραίτητο για τη ζωή, δεν είναι η μοναδική αιτία του πόνου στους μύες.

Αν και το αλκοόλ δεν είναι η κύρια αιτία μυϊκού πόνου, η κατανάλωση αλκοόλ μπορεί να συμβάλει στη φλεγμονή και την αφυδάτωση των μυών. Επιπλέον, το αλκοόλ μπορεί να προκαλέσει μια κατάσταση γνωστή ως αλκοολική μυοπάθεια, η οποία οδηγεί σε απώλεια της λειτουργίας των σκελετικών μυών. Το αλκοόλ επίσης παρεμβαίνει στη φυσιολογική λειτουργία των κυττάρων, συμπεριλαμβανομένης της αποθήκευσης γλυκογόνου και λιπιδίων. Η αλκοολική μυοπάθεια είναι ένα σοβαρό πρόβλημα που μπορεί να οδηγήσει ακόμη και σε μυϊκή αδυναμία.

Παράγει αλκοόλ

Στη ζυθοποιία, η αλκοολική ζύμωση είναι η κύρια μεταβολική οδός. Παράγει CO2 και αιθανόλη, τα οποία είναι προϊόντα της διάσπασης των υδατανθράκων. Παρουσία οξυγόνου, η παραγωγή αιθανόλης και CO2 αναστέλλεται από το «φαινόμενο Crabtree». Οι υψηλότερες αλκοόλες συμβάλλουν στο χαρακτηριστικό άρωμα και γεύση της μπύρας, με τους εστέρες να είναι το πιο σημαντικό συστατικό. Η δραστηριότητα μιας ζύμης σε αυτή τη διαδικασία καθορίζει τον βαθμό της παραγόμενης αιθανόλης.

Στη φύση, η αλκοολική ζύμωση πραγματοποιείται από διαφορετικούς μικροοργανισμούς που λειτουργούν διαδοχικά. Η μαγιά, για παράδειγμα, πρώτα επιτυγχάνει ζύμωση υποστρώματος. Αυτή η μετατροπή καταλύεται από ένα ένζυμο που ονομάζεται αφυδρογονάση αλκοόλης. Στη διαδικασία συμμετέχουν και άλλες ζύμες ζύμωσης από διαφορετικά γένη. Αυτά τα ένζυμα είναι απαραίτητα για την παραγωγή αλκοόλ. Το παρακάτω προϊόν είναι η αιθανόλη. Παραδοσιακά, η παραγωγή αλκοόλ ξεκίνησε με τα σταφύλια να ωριμάζουν φυσικά σε ένα οινοποιείο.

Ενώ αυτή η διαδικασία είναι η κύρια πηγή αλκοόλης, μπορεί επίσης να παράγει διάφορα μόρια. Για παράδειγμα, η ζύμωση γαλακτικού οξέος παράγει ATP, ένα μόριο που χρειάζεται το σώμα μας για να εκτελεί επίπονες δραστηριότητες. Ελλείψει οξυγόνου, η αλκοολική ζύμωση μπορεί επίσης να δημιουργήσει γαλακτικό οξύ και CO2.

Ένα άλλο βασικό στοιχείο στην αλκοολική ζύμωση είναι η παραγωγή γλυκερίνης, ενός σημαντικού αντιοξειδωτικού που μπορεί να αυξηθεί ή να μειωθεί. Μελέτες που πραγματοποιήθηκαν από τους Kritzinger et al. σε διάφορους χυμούς σταφυλιού διαπιστώθηκε ότι το επίπεδο GSH μειώθηκε γρήγορα μετά την έναρξη της ζύμωσης. Τα επίπεδα γλυκερίνης αυξήθηκαν κατά τα τελευταία στάδια της ζύμωσης, αλλά μειώθηκαν προς το τέλος. Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι τα επίπεδα GSH ποικίλλουν ανάλογα με το στέλεχος μαγιάς και το χυμό σταφυλιού.

Η διαδικασία παραγωγής γαλακτικού οξέος και αιθανόλης είναι μια περίπλοκη βιοχημική διαδικασία. Οι ζύμες χρησιμοποιούν διοξείδιο του άνθρακα και σάκχαρα για να μετατρέψουν το πυροσταφυλικό σε αιθανόλη, διοξείδιο του άνθρακα και άλλα μεταβολικά υποπροϊόντα. Αυτά τα υποπροϊόντα συμβάλλουν στη χημική σύνθεση και τις αισθητηριακές ιδιότητες των τροφίμων που έχουν υποστεί ζύμωση. Επιπλέον, οι ζύμες αποτελούν τη βάση για την παραγωγή αλκοολούχων ποτών. Επομένως, η παρακολούθηση της ζύμωσης είναι ζωτικής σημασίας για τους οινοποιούς. Οι σύγχρονοι αισθητήρες μπορούν να μετρήσουν την αιθανόλη και τα υπολειμματικά σάκχαρα σε πραγματικό χρόνο.

Leave a Reply

Your email address will not be published.