Ljudi koriste fermentaciju za promjenu prirode prehrambenih proizvoda već stoljećima. Fermentacija je anaerobni metabolički proces koji donosi energiju u kojem organizmi pretvaraju hranjive tvari - obično ugljikohidrate - u alkohol i kiseline poput mliječne i octene kiseline.
Fermentacija je možda najstarije biotehnološko otkriće čovjeku poznato. Mikrobrew je možda sav bijes, ali prije više od 10 000 godina čovječanstvo je proizvodilo pivo, vino, ocat i kruh koristeći mikroorganizme, prvenstveno kvasac. Jogurt je proizveden putem mliječnih bakterija u mlijeku, a plijesni su korišteni za proizvodnju sira, zajedno s vinom i pivom. Ovi se procesi i danas koriste u proizvodnji moderne hrane. Međutim, kulture koje se danas koriste pročišćene su i često su genetski rafinirane kako bi se održale najpoželjnije osobine, kao i dobivale proizvode najviše kvalitete.
Hrana nastala fermentacijom
Mnoge namirnice koje jedete svaki dan nastaju procesom fermentacije. Neki koje možda poznajete i redovno jedete uključuju sir, jogurt, pivo i kruh. Neki drugi proizvodi manje su uobičajeni za mnoge Amerikance.
- Kombucha
- Mišo
- Kefir
- kimchi
- tofu
- Salama
- Hrana koja sadrži mliječnu kiselinu, poput kiselog kupusa
Zajednička definicija
Najčešća definicija fermentacije je "pretvorba šećera u alkohol (pomoću kvasca) pod anaerobnim uvjetima kao u proizvodnji piva ili vina, octa i jabukovača. "Fermentacija je među najstarija povijesni biotehnološki procesi koje čovjek koristi za proizvodnju svakodnevnih prehrambenih proizvoda.
Dolazak industrijske fermentacije
1897. otkriće da enzimi iz kvasca mogu pretvoriti šećer u alkohol dovode do industrijskih procesa za kemikalije poput butanola, acetona i glicerola koji se koriste u svakodnevnim proizvodima kao što su upaljači, sredstvo za uklanjanje laka za nokte, i sapun. Fermentacijski procesi i danas se koriste u mnogim modernim biotehničkim organizacijama, često za proizvodnju enzima koji se koriste u farmaceutskim procesima, sanaciji okoliša i drugim industrijskim procesima.
Etanolno gorivo se također proizvodi fermentacijom. Alternativni izvor goriva koristi kukuruz, šećernu trsku i druge biljke za proizvodnju plina. Fermentacija je korisna i u obradi kanalizacije. Ovdje se kanalizacija razgrađuje pomoću postupka. Opasni sastojci se uklanjaju, a preostali talog može se preraditi u gnojiva, dok plinovi nastali tijekom postupka postaju biogoriva.
Biotehnologija
U svijetu od biotehnologija, termin fermentacija se koristi prilično lagano da bi se odnosio na rast mikroorganizama koji se formiraju u hrani, bilo pod aerobnim ili anaerobnim uvjetima.
Fermentacijski spremnici (koji se nazivaju i bioreaktori) koji se koriste za industrijske procese fermentacije su stakleni, metalni ili plastični spremnici koji su opremljeni mjeračima (i postavkama) koji kontroliraju prozračivanje, brzinu miješanja, temperaturu, pH i ostale parametre interes. Uređaji mogu biti dovoljno mali za vrhunske namjene (5-10 L) ili do 10 000 L kapaciteta za velike industrijske primjene. Fermentacijske jedinice poput ove koriste se u farmaceutskoj industriji za rast specijaliziranih čistih kultura bakterija, gljivica i kvasca, te za proizvodnju enzima i lijekova.
Pogled na zimologiju
Umjetnost proučavanja fermentacije naziva se zimologija ili zimurgija. Louis Pasteur, francuski biolog i kemičar poznat po otkriću pasterizacije i principu cijepljenja, bio je jedan od prvih zimologa. Pasteur je fermentaciju nazvao "rezultatom života bez zraka".