fermantasyon

Gaz çıkışı nedeniyle fermente edici bir maddenin köpüren yüzeyi

Fermantasyon teriminin anlamı bilimin ilerlemesiyle birlikte değişmiştir.

Daha eski tanım

Fermantasyon terimi başlangıçta biyotik maddelerdeki tanınabilir değişikliklere uygulandı - örneğin şişkinlik, gaz oluşumu, ısınma ve ayrışma ile ilişkili, ancak çürütücü bir koku gelişmeden kütledeki değişiklikler. Oksijen keşfedildiğinde bile havanın etkisi dikkate alınmadı. Bu duruma göre, işlemler dönüştürme yer mutlaka içine şarap , malt içine bira, ve içine şarap sirke edildi adı fermantasyon . Bu, günümüz teknolojisinde hala yaygındır.

Araştırma geçmişi

Alman doktor ve kimyager Johann Joachim Becher , 1650 gibi erken bir tarihte çürüme ve fermantasyon arasındaki farkı öğretti. Ayrıca alkolik ("ruhsal") asidik fermentasyondan (asetik ve laktik asit oluşumuyla ilişkili) ayırt etti. 1815 civarında, alkolik fermantasyonun kimyasal denklemi Joseph Louis Gay-Lussac tarafından kuruldu . Eilhard Mitscherlich , yalnızca şekerle temas eden ve kendilerini değiştirmeyen biyolojik katalizörlerden (fermentler) şüpheleniyordu .

Mitscherlich'in fikirlerine dayanan Charles Cagniard de la Tour, canlı organizmaları mikroskobik incelemelerle tespit edebildi. Theodor Schwann , bir et ekstraktının hava geçirmez kaplarda 100 °C'ye ısıtıldıktan sonra uzun süre bozulmadan kaldığını buldu. Bu denemeleri bir şeker çözeltisiyle tekrarladı ve bu durumda da fermantasyonu önleyebildi. Friedrich Traugott Kützing , şekerli sıvıların etanol ve karbon dioksit oluşumuyla ( alkollü fermantasyon ) birleştiğinde fermantasyonunun biyotik bir süreç olduğunu ve bira mayasının mikroorganizmalardan oluştuğunu bulmuştur .

Louis Pasteur , 1857'de laktik asit fermantasyonunu ve 1861'de butirik asit fermantasyonunu araştırdı . Bütirik asit fermentasyonundaki mikroorganizmaların oksijensiz yaşayabildiğini, metabolize olabildiğini ve büyüyebildiğini ve oksijenin o zamanlar şaşırtıcı olan bir inhibitör etkisi olduğunu keşfetti . Diğer fermantasyon türlerinde de fermantasyon organizmalarının oksijensiz yaşayabildiği gösterilmiştir.

İncelenen fermantasyonların (alkolik fermantasyon, laktik asit fermantasyonu ve butirik asit fermantasyonu) oksijensiz gerçekleştiği bilgisi, başlangıçta tüm fermantasyon türleri için geçerli olduğu varsayılmıştır. Bununla birlikte, daha sonra, örneğin asetik asit fermantasyonu gibi, tüm fermantasyonların oksijen dahil edilmeden gerçekleşmediği anlaşıldı . Bu nedenle, fermentasyon için yeni, biraz farklı tanımlar formüle edilmiştir, ancak bunların hepsi bir elektron alıcısı olarak oksijeni (O 2 ) hariç tutar.

Daha yeni tanım

Fermentasyon için yeni tanım şudur: " Enerji üretimi amacıyla oksijen (O 2 ) gibi harici elektron alıcılarının katılımı olmadan organik maddelerin mikrobiyal bozunması ."

Prensip olarak, organik maddeler anaerobik veya aerobik koşullar altında parçalanabilir . Örneğin, asetik asit fermantasyonu olarak bilinen şeyde oksijen tüketilir. Ancak bu yeni tanımla örtüşmemektedir. Asetik asit fermantasyonu bu nedenle yeni ( bilimsel ) anlamda fermantasyon değildir .

İngilizce'de fermantasyonun fermantasyon olarak adlandırılmasının neden olduğu ek bir belirsizlik . Ancak Almanca'da fermantasyon terimi en az üç farklı anlamda kullanılmaktadır:

  • Daha yakın zamanda fermantasyon: oksijen içermeden biyotik enerji metabolizması .
  • Örneğin, fermantasyon için, bazı ürünlerin imalatı için başlatılan biyotik hammadde değişiklikler, tütün yapraklarının üretiminde sigara tütün ve içeriğinin fermantasyon kakao bakla , kakao tozu ve üretimi sırasında (bunların tohumları dahil) çikolata . Oksijen hariç tutulmaz veya sadece kısmen hariç tutulur.
  • Olarak biyoteknoloji, biyotik metabolik ürünlerin, kontrollü üretimi ile ya da olmadan , oksijen dahil edilmesi.

fermantasyon türleri

önem

biyolojik önemi

Solunumla karşılaştırıldığında , fermantasyon sadece az miktarda enerji üretir, çünkü sitrik asit döngüsü ve sonraki solunum zinciri yerine sadece substrat zinciri fosforilasyonu kullanılır. Bununla birlikte fermantasyon, substrat zincir fosforilasyonu yoluyla adenozin trifosfat (ATP) hızla oluşturmanın bir yoludur . Bu, anaerobik olarak büyüyen organizmalar için de avantajlıdır, çünkü bunlar harici elektron alıcı oksijene bağımlı değildir.

Bazı durumlarda, daha gelişmiş, aerobik organizmaların yaşam alanları da oksijen açısından fakirdir. Coelasitler ve diğer deniz omurgalıları, çözünmüş oksijen konsantrasyonunun düşük olduğu derinliklerde yaşadıkları için enerji ihtiyaçlarını karşılamak için fermente olurlar. Ayrıca kalamar , enerjisinin bir kısmını piruvatın fermantasyonundan alır ve her iki oktopine de neden olur .

Fermantasyonu gerçekleştiren organizmalara (birincil) fermenterler de denir. Bazı mikroorganizmalar ise ikincil fermenterler olarak adlandırılırlar : Birincil fermenterlerin fermantasyon ürünlerini alırlar ve daha sonra karbon dioksit (CO 2 ), asetat veya hidrojene (H 2 ) fermente ederler .

Teknik önem

Fermantasyonlar, gıda ve yemlerin üretimi, arıtılması ve korunması için çeşitli şekillerde kullanılmaktadır (özellikle alkollü fermantasyon ve laktik asit fermantasyonu).

Ayrıca bakınız

Edebiyat

  • Katharina Munk (Ed.): Cep ders kitabı Biyoloji: Mikrobiyoloji. Thieme, Stuttgart 2008, ISBN 978-3-13-144861-3 .
  • Reinhard Renneberg: Yeni başlayanlar için biyoteknoloji. 2. Baskı. Elsevier Spektrum Akademischer Verlag, Münih 2007, ISBN 3-827-41847-X .

İnternet linkleri

Commons : Fermantasyon  - resim, video ve ses dosyalarının toplanması

Bireysel kanıt

  1. ↑ Otto Westphal , Theodor Wieland , Heinrich Huebschmann: yaşam düzenleyici. Hormonlar, vitaminler, enzimler ve diğer aktif maddelerden. Societäts-Verlag, Frankfurt am Main 1941 (= Frankfurter Bücher. Araştırma ve Yaşam. Cilt 1), sayfa 58 f.
  2. ↑ Comptes rendus de l'Academie des Sciences, 4 , 903 (1837).
  3. ^ Charles Cagniard-Latour: Mémoire sur la fermantasyon üzümü. İçinde: Annales de chimie et de fizik . Cilt 68, 1838, sayfa 206-222.
  4. ↑ Pogg. Anne. d. Ph., 41 , 184 (1837).
  5. ^ Theodor Schwann: Fermantasyon ve çürüme deneyleriyle ilgili ön iletişim. İçinde: Annals of Physics and Chemistry . Cilt 41, 1837, sayfa 184-193.
  6. ↑ Kützing, FT (1837): Maya ve ana sirke ile birlikte diğer bazı bitkisel yapılar üzerinde mikroskobik araştırmalar . İçinde: Journ. Pratik Kimya . 11, s. 385-409.
  7. ↑ Louis Pasteur: Memoire sur la fermantasyon appelée lactique. (Extrait des l'auteur). İçinde: Comptes rendus de l'Académie des Sciences . Cilt 45, 1857, sayfa 913-916.
  8. ↑ Louis Pasteur: Animalcules infusoires vivant sans gaz oxygène libre et déterminant des fermentation. İçinde: Comptes rendus de l'Académie des Sciences. Cilt 52, 1861, sayfa 344-347.
  9. ↑ Franz Lafar : Asetik asit fermantasyonu . İçinde: Franz Lafar (Saat): Handbuch der Technischen Mykologie , Cilt V, Kap. 19, Gustav Fischer, Jena 1913.
  10. ^ Alfred Pühler, Manfred Regitz ve Rolf D. Schmid: Römpp Kompakt Sözlük Biyokimya ve Moleküler Biyoloji . Thieme, Stuttgart 2000; ISBN 3-13-116681-9 ; s. 200.
  11. ↑ Katharina Munk (ed.): Cep ders kitabı Biyoloji: Mikrobiyoloji . Thieme Verlag Stuttgart, New York 2008, ISBN 978-3-13-144861-3 , s.376 .