Ζύμωση vs αναπνοή

Κατεστραμμένο άμυλο και ζύμωση Vs. Αναπνοή

Αυτό το άρθρο εξετάζει τις διαφορές μεταξύ της αναερόβιας αναπνοής και της ζύμωσης στη ζύμη. Συζητάμε επίσης τις επιπτώσεις του κατεστραμμένου αμύλου στη ζύμωση έναντι της αναπνοής. Για περισσότερες πληροφορίες, διαβάστε τα παρακάτω άρθρα. Εδώ, θα καλύψουμε τους παράγοντες που επηρεάζουν τον ρυθμό της ζύμωσης. Αυτό το άρθρο είναι επίσης χρήσιμο για όσους θέλουν να κατανοήσουν την αναερόβια αναπνοή στη μαγιά. Θα μπορείτε να βρείτε περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τη ζύμωση και την αναπνοή στη ζύμη κατεβάζοντας το δωρεάν eBook.

Οι διαφορές μεταξύ ζύμωσης ζύμης και αναπνοής βασίζονται κυρίως στον τύπο των υποστρωμάτων που χρειάζεται ο οργανισμός για να ευδοκιμήσει. Η ζύμωση είναι απαραίτητη για την παραγωγή αλκοόλης, αλλά μπορεί επίσης να συμβεί όταν ο οργανισμός αναπτύσσεται σε μη αλκοολούχα υποστρώματα, όπως ψωμί, σοκολάτα, κεφίρ, αναψυκτικά και ξύδι. Και οι δύο μορφές ζύμωσης μπορούν να συμβάλουν στην παραγωγή βιοκαυσίμων και χημικών ουσιών και οι διαφορές δεν είναι μόνο αισθητικές.

Η πρώτη ανακάλυψη που διακρίνει τη μαγιά από τα βακτήρια βασίζεται στη διαπίστωση ότι η μαγιά είναι ένας ζωντανός οργανισμός. Το 1755, ο Samuel Johnson όρισε τη μαγιά ως έναν οργανισμό που ζυμώνει τα τρόφιμα, τα ποτά και το ψωμί. Αν και αρχικά θεωρήθηκε ότι η μαγιά ήταν μια μορφή αμυλούχου κόκκου, δεν αναγνωρίστηκε ως ζωντανός οργανισμός μέχρι την ανάπτυξη καλύτερων μικροσκοπίων. Κατά τη διάρκεια του δέκατου όγδοου αιώνα, πολλοί επιστήμονες συζητούσαν εάν η μαγιά ήταν ζωντανός οργανισμός ή μη ζωντανή ουσία.

Αύξηση της ποιότητας του ψωμιού

Κατά τη διάρκεια της ζύμωσης παράγεται αιθανόλη. Αυτή η ουσία δεν είναι υποπροϊόν και χρειάζεται για να ωριμάσει η ζύμη και να αυξηθεί η ποιότητα του ψωμιού. Η αίσθηση εξατμίζεται κατά το ψήσιμο, αλλά μπορεί να παραμείνουν ίχνη. Το υπερανθεκτικό ψωμί έχει μια ξεχωριστή μυρωδιά που θυμίζει αλκοόλ. Κατά τη διάρκεια του ζυμώματος, η μαγιά ενσωματώνει οξυγόνο. Ωστόσο, η έντονη ανάμειξη μπορεί να προωθήσει περισσότερο οξυγόνο στη ζύμη, το οποίο λευκαίνει τις καροτενοειδείς χρωστικές στο αλεύρι.

Η διάκριση μεταξύ ζύμωσης και αναπνοής είναι ότι η ζύμωση λαμβάνει χώρα χωρίς οξυγόνο, ενώ η αναπνοή είναι αναερόβια. Και στις δύο περιπτώσεις, τα ένζυμα που εμπλέκονται στη διαδικασία είναι η γλυκόλυση. Αυτό διασπά τους υδατάνθρακες και παράγει δύο μόρια ATP, το πυροσταφυλικό. Και οι δύο προσεγγίσεις απαιτούν οξυγόνο για να επιβιώσουν, αλλά η πρώτη δεν συμβαίνει παρουσία οξυγόνου. Οι ακόλουθες δύο διαδικασίες πραγματοποιούνται χωρίς οξυγόνο.

Τόσο η ζύμωση όσο και η αναπνοή παράγουν ATP, αλλά είναι εντελώς διαφορετικά. Το τελευταίο χρησιμοποιεί οξυγόνο για να διασπάσει οργανικά υποστρώματα, ενώ η ζύμωση παράγει δύο ATP από ένα μόνο μόριο γλυκόζης. Η κυτταρική αναπνοή παράγει περίπου 38 ATP, ενώ η ζύμωση δημιουργεί μόνο δύο. Εάν και οι δύο διαδικασίες είναι επιτυχείς, και οι δύο τύποι μαγιάς μπορούν να παράγουν αλκοόλ. Είναι διαφορετικές διαδικασίες και η καθεμία έχει ξεχωριστά πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα.

Μια πολύ γνωστή φυσική διαδικασία

Η ζύμωση ζύμης είναι μια πολύ γνωστή φυσική διαδικασία και χρησιμοποιείται από την ανθρωπότητα εδώ και χιλιάδες χρόνια. Είναι ζωτικής σημασίας για τη δημιουργία ψωμιού και αλκοολούχων ποτών. Η διαδικασία απαιτεί την ενεργό συμμετοχή της μαγιάς και πρέπει να επιλεγεί προσεκτικά για να επιτευχθεί η βέλτιστη απόδοση αλκοόλ, διατηρώντας παράλληλα την αισθητική ποιότητα του ροφήματος. Επί του παρόντος, οι περισσότερες έρευνες ζύμωσης περιλαμβάνουν τον εντοπισμό νέων στελεχών ζύμης με τεχνολογικές εφαρμογές. Λοιπόν, ας εξετάσουμε τις κύριες διαφορές μεταξύ ζύμωσης ζύμης και αναπνοής.

Η ζύμωση μαγιάς χρησιμοποιεί γλυκόζη ως πηγή ενέργειας. Η διαδικασία παράγει επίσης δύο ATP. Ωστόσο, το πυροσταφυλικό μεταβολίζεται από άλλους οργανισμούς για την παραγωγή αλκοόλης. Αυτή η διαδικασία έσπασε τη γλυκόζη σε γαλακτικό οξύ και τη μετέτρεψε σε ακεταλδεΰδη και διοξείδιο του άνθρακα. Αυτές οι διεργασίες λαμβάνουν χώρα στο κυτταρόπλασμα του κυττάρου ζυμομύκητα. Μια παρόμοια διαδικασία συμβαίνει στο ζωικό κύτταρο, αλλά η ζύμωση είναι ταχύτερη.

Η αναερόβια αναπνοή κατά τη ζύμωση είναι η διαδικασία με την οποία το E. coli χρησιμοποιεί ουσίες που υπάρχουν ήδη στο μέσο ζύμωσης για να οδηγήσει την αναπνοή του. Τα αναερόβια κύτταρα χρησιμοποιούν επίσης άλλες αισθήσεις για να οδηγήσουν την αναπνοή τους, συμπεριλαμβανομένου του διοξειδίου του άνθρακα, ως τελικό αποδέκτη ηλεκτρονίων. Κατά τη διάρκεια της αερόβιας ζύμωσης, αυτές οι ουσίες αποτελούν πηγή ενέργειας μέσω της γλυκόλυσης, η οποία παράγει τέσσερα μόρια ATP. Η αναερόβια ζύμωση, από την άλλη πλευρά, απαιτεί τη χρήση άλλων μορίων για τη δημιουργία ATP.

Οι ζύμες και τα βακτήρια χρησιμοποιούν πυροσταφυλικό και γλυκόζη

Οι ζύμες και τα βακτήρια χρησιμοποιούν πυροσταφυλικό και γλυκόζη για να τροφοδοτήσουν τη ζύμωση αλλά δεν καταναλώνουν οξυγόνο. Σε αυτή τη διαδικασία, χρησιμοποιούν σάκχαρα εξόζης ως υπόστρωμα και υφίστανται μια χημική αντίδραση που ονομάζεται γλυκόλυση. Κατά την αναερόβια αναπνοή, εκτελούν επίσης τον κύκλο του κιτρικού οξέος και παράγουν διοξείδιο του άνθρακα. Αυτές οι χημικές ουσίες είναι απαραίτητες για μια ποικιλία διεργασιών, συμπεριλαμβανομένης της ζύμωσης.

Στη ζύμωση αιθανόλης, το πυροσταφυλικό οξύ σχηματίζεται όταν η γλυκόζη οξειδώνεται μερικώς. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την παραγωγή αιθανόλης και διοξειδίου του άνθρακα και είναι αναερόβιο. Σε αυτή τη διαδικασία, τα ένζυμα που ονομάζονται αποκαρβοξυλάση του πυροσταφυλικού οξέος και η αλκοολική αφυδρογονάση καταλύουν τη μετατροπή του πυροσταφυλικού οξέος σε γαλακτικό οξύ. Οι προκύπτουσες συγκεντρώσεις αλκοόλης στο μέσο ζύμωσης είναι αρκετά υψηλές για να σκοτώσουν τα κύτταρα ζύμης.

Το καλύτερο υπόστρωμα για αερόβια και αναερόβια αναπνοή κατά τη ζύμωση είναι η γλυκερίνη. Εκτός από τη γλυκερίνη, το υλικό αυτό είναι το καταλληλότερο υπόστρωμα για ζύμωση. Το νιτρικό κάλιο έχει χρησιμοποιηθεί για την παροχή ενός δέκτη ηλεκτρονίων, ο οποίος είναι απαραίτητος στην αναερόβια ζύμωση. Οι καλλιέργειες με συμπλήρωμα αναπτύσσονται ταχύτερα από εκείνες που δεν έχουν. Επιπλέον, οι υψηλότερες αποδόσεις μεθανίου επιτυγχάνονται με χαμηλό OLR και μακρά HRT.

Το κύριο όφελος της αναερόβιας αναπνοής

Το κύριο όφελος της αναερόβιας αναπνοής έναντι της αερόβιας αναπνοής είναι η παραγωγή καυσίμου από ζωντανά φυτικά προϊόντα. Κατά τη διάρκεια της ζύμωσης, η μαγιά παράγει αιθανόλη, η οποία χρησιμοποιείται για την παραγωγή ενέργειας. Η αναερόβια αναπνοή βρίσκεται επίσης σε ζωικά κύτταρα. Κατά τη διάρκεια της ζύμωσης του γαλακτικού οξέος, ο μυϊκός ιστός περιέχει γαλακτικό οξύ. Η χρήση αυτής της μεθόδου επιτρέπει σε έναν οργανισμό να παράγει γαλακτικό οξύ. Ωστόσο, ελλείψει οξυγόνου, η ζύμωση μπορεί να οδηγήσει σε ένα αλκοολούχο ποτό, αλλά μπορεί να μην είναι τόσο ωφέλιμο.

Στη ζύμωση, η διαδικασία της αναερόβιας αναπνοής μπορεί να οδηγήσει στην παραγωγή λιγότερου ATP (η ενέργεια που απαιτείται για τη διάσπαση των μορίων σακχάρου) και διαφορετικών τύπων αποβλήτων. Ορισμένοι οργανισμοί, όπως ο στρεπτόκοκκος, είναι υποχρεωτικά αναερόβια. Ωστόσο, άλλα είναι αεροανεκτικά, που σημαίνει ότι μπορούν να αναπτυχθούν υπό αναερόβιες συνθήκες. Κατά τη διάρκεια της ζύμωσης, η αναερόβια αναπνοή είναι απαραίτητη για να ληφθεί το επιθυμητό τελικό προϊόν.

Επίδραση του κατεστραμμένου αμύλου στη ζύμωση έναντι της αναπνοής

Η ποσότητα του κατεστραμμένου αμύλου σε έναν αλευρόμυλο μπορεί να ελεγχθεί. Αυτή η ποσότητα επηρεάζει την απορρόφηση του νερού και μπορεί να έχει θετικά και αρνητικά αποτελέσματα κατά την παρασκευή του ψωμιού. Εάν δεν γίνει σωστή διαχείριση, αυτή η ιδιοκτησία μπορεί να έχει καταστροφικές συνέπειες. Η εύρεση της σωστής ισορροπίας είναι απαραίτητη και το ζευγάρι Simatic / Mixolab(r) μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση της περιεκτικότητας σε κατεστραμμένο άμυλο με ακρίβεια. Αλλά είναι απαραίτητο να θυμάστε ότι δεν δημιουργείται όλο το κατεστραμμένο άμυλο ίσο.

Η παρουσία κατεστραμμένου αμύλου επηρεάζει τη ζύμωση και τους ρυθμούς αναπνοής στα συστήματα αλεύρων. Αυτός ο τύπος αμύλου είναι σημαντικός σε σκευάσματα χαμηλής περιεκτικότητας σε ζάχαρη ή σε διαδικασίες ζύμωσης. Για παράδειγμα, το κατεστραμμένο άμυλο μειώνει το ιξώδες της πάστας αμύλου κατά τη διάρκεια της ζελατινοποίησης. Αυτή η ιδιότητα μειώνει επίσης τη σταθερότητα της πάστας αμύλου υπό τη θερμότητα, κάτι που είναι θετικό σημάδι για βελτιωμένη διάρκεια ζωής και δραστηριότητα αμυλάσης.

Το κατεστραμμένο άμυλο επηρεάζει τις περισσότερες πτυχές της επεξεργασίας της ζύμης και του ψωμιού. Αυξάνει την απορρόφηση νερού και είναι πιο ευαίσθητο στην ενζυματική υδρόλυση. Ωστόσο, η υψηλή ποσότητα κατεστραμμένου αμύλου επηρεάζει τη ρεολογία της ζύμης, καθιστώντας την πιο κολλώδη και δίνοντας μια υγρή ψίχα. Επηρεάζει επίσης τη δραστηριότητα της ζύμης κατά τη διάρκεια της ζύμωσης. Το κατεστραμμένο άμυλο έχει διαφορετικά βέλτιστα επίπεδα ανάλογα με το πώς αλέθεται.

Leave a Reply

Your email address will not be published.