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la fermentation est un voie métabolique qui permet aux êtres vivants dérivent de l'énergie à partir de molécules organiques particuliers (hydrates de carbone ou rarement les acides aminés) En l'absence d'oxygène. Une partie de l'énergie libérée par la transformation chimique est en fait stockée dans ATP (Adénosine triphosphate). Le rendement énergétique des fermentations (dans lequel le produit final ne soit pas entièrement oxydé) est beaucoup plus faible que l'oxydation aérobie (complète) de la même substrat.

D'un point de vue strictement chimique fermentation est un disproportion ou redox dans lequel la même molécule est partiellement oxydé et partiellement réduite. la hydrates de carbone sont les principales molécules fermentescibles.
en plus de fermentation, en l'absence d'oxygène, d'autres procédés sont possibles; Certaines bactéries utilisent également le respiration anaérobie dans laquelle 'accepteur final d'électrons Il est une substance inorganique différente de l'oxygène (ion sulfate, ion nitrate, etc.).

Compte tenu de la grande importance que la fermentations jouer dans la préparation de plusieurs pension (Mais aussi dans leur dégradation) de la fermentation terme a été largement utilisé pour indiquer tout transformation catalysée par un micro-organisme. Parfois, le terme est encore utilisé dans ce sens.

histoire

le terme fermentation Il vient du latin bourdonnement (Bubbling), un terme utilisé pour décrire l'apparence du il faut lors de la préparation vin.

Avant la naissance de la chimie biologique (Friedrich Wöhler, 1828), Les processus de fermentation et de putréfaction ont été confusément unis à la digestion des aliments, généralement en perspective vitalisme.

Louis Pasteur a pris un peu de clarté attribuant les entités de fermentation répertoriés comme mal défini fermente, contenues dans levure.

Des études ultérieures (Eduard Buchner, 1897) A conduit d'abord à découvrir la nature des protéines d'enzymes et d'identifier avec enzymes puis (Gustav Embden, Otto Meyerhof), Les rues principales ont été clarifiées de métabolisme l'énergie en général et de la fermentation, en particulier.

biochimie

Etant donné que dans conditions anaérobies ne sont pas disponibles oxygène en tant qu'accepteur d'électrons final, le même substrat est partiellement oxydé et réduit partiellement. Les fermentations sont donc disproporzioni.

Dans la plupart des fermentations métabolite départ est une sucre ou un autre composé dans lequel le nombre moyen d'oxydation du carbone est égale à zéro puisque le carbone lui-même sera partiellement oxydés et partiellement réduites.

Dans fermentations doit distinguer deux parties:

  • la glycolyse, commune à la plupart des fermentations;
  • régénération NAD +, de NADH + H + (qui est oxydé).

Dans la première partie, la glycolyse, la glucose Elle est convertie en deux molécules de l'acide pyruvique avec production simultanée de deux molécules de ATP et deux molécules de NADH. L'ATP est une molécule à haute énergie immédiatement disponible pour les différents besoins de la cellule. Dans la deuxième partie, la cellule prévoit la régénération de NAD +. Le NADH, sous sa forme réduite, est une source majeure d'énergie, d'environ 2,5 ATP, que, pour être utilisé, cependant, elle nécessite la présence d'oxygène. En l'absence d'oxygène, le NADH réduit doit être libéré de sa précieuse cargaison sans obtenir de l'énergie. Les différentes fermentations diffèrent de la manière dont le NAD + est régénéré.

En comparant nombres d'oxydation des atomes de carbone individuels de la molécule Ac. lactique (-3, 0, +3) avec l'oxydation du nombre de carbone dans le glucose (0), qui est connu comme la même molécule a été partiellement oxydés et partiellement réduite (disproportion). voici redox qui prévoit l'intérieur "énergie fixé dans les deux molécules d'ATP.

Types de fermentation

La fermentation lactique

en fermentation d'acide lactique les deux atomes d'hydrogène sont transférés à l'atome de carbone en position 2 de l'acide pyruvique, la production de acide lactique:

CH3 COOH + CO (NADH + H+) → CH3 CHOUH COOH + NAD+
(Ac. Pyruvate + NADH → Ac. Lactique NAD ++)

Ce processus est mis en œuvre par certaines bactéries (lactobacilles) Et à partir des cellules du corps humain dans des conditions anaérobies (muscle).

en muscles, dans des conditions de forte charge, pour charger l'énergie est produite glycogène présent sur place, ce qui est tout d'abord divisée en glucose puis il est fermenté à l'acide lactique. L'accumulation de ce catabolique génère la fatigue musculaire et est progressivement éliminé lors de la récupération.

fermentation

icône Loupe mgx2.svg Le même sujet en détail: fermentation.

Dessous est régénéré comme le NAD + pour la fermentation alcoolique:

fermentation
fermentation de cidre poire bonbonne.
  • 1à partie:
C3H4OU3 → C2H4O + CO2
l'acide pyruvique → acétaldéhyde + le dioxyde de carbone
  • 2à partie:
C2H4O + (NADH + H+) → NAD+ + C2H6OU
acétaldéhyde + Nicotinamide adénine dinucléotide réduit → nicotinamide adénine dinucléotide oxydé + éthanol

Résultats de la fermentation alcoolique dans la transformation des sucres en alcool éthylique et du dioxyde de carbone. Ce processus est à la base de la production des principaux boissons alcoolisées (vin, bière) Mais aussi la montée de pain. Cette fermentation, réalisée à partir de sous-produits de la production agricole, il est également utilisé pour la production de bioéthanol.

Le processus se fait par le champignons appelé unicellulaire levure. Dans un premier temps ces organismes placés dans le substrat de culture (le moût, le malt ou la pâte à pain) effectuer une respiration aérobie, à savoir l'utilisation d'oxygène dans l'air, la transformation du sucre dans de l'eau et du dioxyde de carbone. Ensuite, à partir de l'intérieur de la fermentation de masse due à l'absence de passage de l'oxygène aux levures de fermentation exploiter l'énergie des sucres d'oxydation dans des conditions anaérobies (sans l'utilisation d'oxygène) dans alcool éthylique et du dioxyde de carbone.

Les organismes fermenteurs, libérant leurs produits dans l'environnement, en laissant une catabolique riche en énergie, plus utilisable en présence d'oxygène. L'efficacité énergétique pauvre de la fermentation est compensée par la flexibilité écologique qui permet même fermenteurs de vivre dans des conditions dans lesquelles ont forcé les organismes aérobies sont incapables de survivre.

Ceci est indiqué dans la production de vinaigre: il a lieu après la fermentation alcoolique et elle est due à micro-organismes aérobies comme Acetobacter et Mycoderma qui exploitent aérobiose juste la fin catabolite (éthanol) de la fermentation alcoolique.

D'autres fermentations

parmi les prokaryotes il y a beaucoup d'agents de différentes fermentations, ces fermentations peuvent prendre le nom du produit principal de la fermentation elle-même est ici une liste rapide des principaux:

Tous sont unis par la conservation, dans les produits, le nombre moyen d'oxydation des réactifs.

fermentation ruminale

Ensemble de réactions faites par les micro-organismes estomacs de ruminants en mesure de mettre à la disposition sous la forme de molécules digestibles ou alimentaire directement assimilable qui est introduit avec le régime. Le terme « fermentation » et non "digestion« Parce que la grande majorité des réactions chimiques qui agissent dans l'estomac est une sorte de fermentation et » ruminale « pourquoi dans le rumen se produit massivement, mais pas exclusivement. Ces réactions sont mieux connues chez les ruminants domestiques (bétail, mouton, chèvres) Alors qu'ils ne sont pas étudiés ceux des ruminants sauvages. Ils se produisent également de manière similaire dans tous les organes au sein herbivore bien différents; par exemple, dans cheval et lapin réactions (espèces herbivores dépourvus d'une estomac concamerato) ont lieu essentiellement en "caecum.

Les fermentations dans la production alimentaire dans l'Ouest

icône Loupe mgx2.svg Le même sujet en détail: préparation des aliments.

Dans de nombreuses cultures fermentations ont fourni des outils importants pour préparation des aliments l'augmentation de la valeur nutritive et la durée de vie.

En Occident, les produits les plus connus sont obtenus par fermentation:

pain

en panification, la levure (par exemple, Saccharomyces) Fermente la oligosaccharides qui se détachent de 'amidon pendant la phase de mélange et la masse étant reste traitée. Les produits de la fermentation alcoolique (alcool éthylique et dioxyde de carbone) passent en phase gazeuse formant les caractéristiques des bulles au cours de la levure et cuisine.

vin

la vin Il est produit à partir de solutions mielleux obtenu à partir de la bande d'écrasement d 'raisin à fermenter avec levure comme cellules ouvertes Saccharomyces présent sur le dell'acino au pelage ou à partir de cultures sélectionnées.

En fonction des conditions de fermentation, ils se distinguent les qualités organoleptiques (couleur, saveur, arôme ...) caractéristiques du vin qui sont enrichis encore au cours des étapes de traitement ultérieures.

La levure dans des conditions anaérobies transforme 100 grammes de sucre à 51.1 alcool éthylique avec un rendement de 65,5% en volume. Ceci est une excellente performance, en réalité, une partie du sucre disponible est utilisé par la levure de se multiplier; également pendant la fermentation des levures doivent produire, en plus de l'alcool et du dioxyde de carbone, également des produits secondaires (glycérine, l'acide acétique, l'acide succinique) Qui aident à caractériser la 'arôme du produit fini. Le rendement réel se rapproche donc de 60% en volume.

bière

la bière Vous obtenu par l'action des levures de l'espèce Saccharomyces cerevisiae ou Saccharomyces pastorianus sur d'un moût contenant malt de orge, et peut-être aussi des quantités variables d'autres malts céréales (blé, riz ou maïs). Le traitement est telle qu'elle conserve également dans le produit 'le dioxyde de carbone.

Les sous-produits des brasseries sont la « levure de bière » vendu déshydraté ou comprimé en petites tapes et l 'le dioxyde de carbone.

fromage

Dans la croissance de certains fromage (Reconnaissables par des « trous ») sucres résiduels sont dégradés avec la production de dioxyde de carbone.

Autres fromages mûrissent à l'aide voies métaboliques différente de la fermentation.

yaourt

la yaourt Il est le résultat d'une fermentation d'acide lactique exploité par des souches sélectionnées de lactobacilles sur lait, ensemble et traitées.

L'abaissement de la pH en raison de l'accumulation de 'acide lactique Il protège le lait d'autres modifications qui rendraient impropres à et ensuite permettre leur conservation à température ambiante. Il détermine également la dénaturation de caséine, qui coagule pour obtenir le produit la consistance caractéristique.

Parce que le goût du yaourt est beaucoup plus acide que le lait dont il provient souvent du yaourt qui est disponible dans le commerce est complété avec du sucre, des préparations de fruits ou d'autres composants qui compensent cette augmentation de l'acidité.

Fermentations dans le reste du monde

Il convient de noter que la fermentation connue dans le monde occidental sont relativement peu nombreux, et ils sont dédiés principalement à jouer un rôle de premier plan dans la conservation des aliments et des boissons, ainsi que pour produire une amélioration du goût et la digestibilité (pain).

Dans le reste du monde (Asie, Amérique, Afrique) sont très populaires depuis longtemps, et mis en place aujourd'hui encore, même à l'échelle industrielle, d'autres types de fermentation, est basée sur les mêmes agents de fermentation mais utilisés sur différents aliments, sorgho (Durrha) maïs, à la fois en utilisant différents agents de fermentation ( bactéries, ou différents champignons) De différentes substances (poisson, viande, légumineuses, sésame, mile, riz, soja, teff). Ces fermentations sont principalement utilisés pour améliorer le goût et des substances préservabilité d'origine, mais aussi pour enrichir les molécules de certains pregiat sur le plan nutritionnel (protéine, et vitamines).[1] Si elles ne citer que quelques-uns:

Afrique

  • Ogi, Afrique du Sud; un peu de crème épaisse de maïs et de sorgho; ces derniers temps, il est produit largement pour le industrielle.
  • mahewu, Afrique du Sud; crème épaisse, all'Ogi autrement préparées, le maïs et la farine de blé.
  • Mawe, ouest-Afrique (côte atlantique); levain de farine de maïs.
  • injera, Afrique de l'Est (érythrée et Ethiopie, cuit au four à muffins, la farine spongieuse aigre teff et blé.
  • Kichk, Egypte levain à partir de grains de blé, et du lait, riche en protéines et en vitamines.
  • Kiska, Soudan faible pain, aigre, de la farine de sorgho.
  • banku, Ghana pain de maïs à l'acide et manioc.
  • Kenkei, Ghana Caresses seule pâte de maïs fermenté, cuit à la vapeur.

Amérique

  • chicha, dans toute la région andine, boisson nutritive faible / niveau moyen d'alcool, acide.
  • pozol, Mexique et en Amérique centrale, fermentée boules de pâte de farine de maïs.
  • tesgüino, Amérique centrale, boire et aigre sirupeuse, l'alcool, des grains de maïs.
  • atole, Mexique, la crème sure de grains de maïs par voie humide, non-alcoolique.
  • Agua Agria, Mexique acide boisson non alcoolisée par fermentation lactique.
  • Zambumbia, boisson alcoolisée mexicaine de l'orge, et la canne à sucre.

Asie

en Chine Il est identifié comme synonyme de « agent fermenter », ainsi que le produit fermenté: Chu; puis de « Chu », selon celui-ci, mais il existe différents types aussi pour quoi, et comment il fermente.

  • Ping Chu: purée crémeuse.
  • San chu: composition granuleuse.
  • Huang chu chu fermentation alcoolique jaune =, généralement du riz ou de soja.
  • Huang cheng chu: blé jaune chu (nord de la Chine) où il ne pousse pas le riz.
  • Na Chu Chu riz typique (sud de la Chine et de la Corée).

Corée:

  • Nuruk: purée de riz, le blé, l'orge fermentée.
  • Meju: mash grain de soja fermenté.

Japon:

  • Koji: polenta grain de type trempe ou de farine de riz ou de blé (blé).

Philippines:

  • Bubod: grain de riz fermenté de purée ou de la farine.

Thaïlande:

  • Loopang: purée de fermentation mycetic de son de la farine et du riz.

Indonésie et en Malaisie:

  • Ragi: gâteaux de riz compact, mycetic fermentées.

Inde:

  • Marchaa: faible gâteau de riz, la fermentation mycetic.

notes

bibliographie

Aguggini, Beghelli et al. « Physiologie des animaux domestiques avec des éléments de l'éthologie » UTET

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