fermentaatioprosessin

Fermentaatioprosessi, eli fermentaatio, on anaerobinen metaboliareitti, jossa mikro-organismit tai entsyymit muuntavat hiilihydraatteja ja muita yhdisteitä energiaa tuottaen sekä lopputuotteita kuten etanolia, maitohappoa ja hiilidioksidia. Prosessi voi tapahtua luonnostaan elintarvikkeissa ja luonnossa tai olla teollisesti ohjattu bioprosessi. Fermentaation tarkoituksena on energian tuotto sekä lopputuotteiden muodostuminen, joita hyödynnetään ruoassa, juomissa, kemianteollisuudessa ja biopolttoaineissa.

Perusmekanismi alkaa glykolyysistä, jossa sokereista muodostuu pyruvaattia. Ilman vapaan hapen läsnäoloa pyruvaatti katalysoidaan eri tavalla riippuen mikro-organismista:

- Alkoholikäyminen: hiivasoluissa pyruvaatti muunnetaan ensin etikkahappopäästöä, lopulta etanoliksi, ja vapautuu hiilidioksidia.

- Maitohappokäyminen: monia bakteereja, kuten Lactobacillus, muuntaa pyruvaatin maitohapoksi.

- Sekä homo- että heterofermentatiiviset reitit tuottavat lisäksi pieniä määriä muita yhdisteitä kuten CO2, asetaldehydi tai erilaisia hapoja.

Mikro-organismit: yleisimpiä käytettyjä lajeja ovat Saccharomyces cerevisiae (hiiva), maitohappobakteerit kuten Lactobacillus- ja Leuconostoc-suvut sekä useat muut bakteerit ja mikrofloorat, jotka määrittelevät lopputuotteen koostumuksen ja aromin.

Sovellukset: leivonta, oluen ja viinin valmistus, jogurtti ja hapankaali tuotetaan maitohappokäymisen avulla. Teollisesti fermentaatiota hyödynnetään bioetanolin ja erilaisten katteiden sekä muiden yhdisteiden valmistuksessa; prosessin laventaminen ja ohjaaminen parantavat tuottavuutta, laatua ja turvallisuutta. Kontrolli perustuu lämpötilaan, pH-tasoon, alustan koostumukseen ja hapenkontrolliin.

---