Алкохолна ферментация

Алкохолната ферментация е сложен биохимичен процес, предизвикан от специфични организми, наречени дрожди, които разграждат захарите (монозахаридите) до етилов алкохол и въглероден диоксид. При този процес се образуват в малки количества и някои други продукти и се отделя топлина.

ИсторияРедактиране

Алкохолната ферментация е била известна и използвана в практическата дейност на човека още в дълбока древност. Причините и същността на този процес са станали известни много по-късно.

Древните народи са обяснявали причините за ферментация с божествена сила. Например в митологията на древните египтяни се е твърдяло, че ферментацията се причинявала от бог Озирис, гърците са почитали бог Бакхус и т.н.

Днес химичната и биохимичната същност на ферментационния процес са изяснени от всички страни. Главната заслуга за това има Луи Пастьор, който с многобройни опити доказва, че ферментацията е биологичен процес.

ПричинителиРедактиране

Типични причинители на алкохолната ферментация са дрождите от семейство Saccharommycetaceae. Те са факултативно анаеробни организми, които могат да разграждат различни захари. По-голямо значение от тях имат следните видове:

  • Sacch. cerevisiae Това са пивните и хлебните дрожди. Използват се в пивоварството и хлебопроизводството. Образуват до 6% алкохол. В Европа за производството на пиво се използва предимно ечемик, които съдържа много скорбяла. Понеже дрождите не образуват ензима амилаза и могат да ферментират само захари, се налага скорбялата да бъде предварително озахарена.
  • Sacch. paradoxus Дрождите от този вид се срещат по повърхността на зрели плодове.
  • Sacch. laktis Развиват се в млечни продукти.

Дрождите представляват факултативно анаеробни микроорганизми. При анаеробни условия те ферементират захарите и почти не се размножават.

При достъп на кислород ферментацията отслабва, но за сметка на това се засилват дишането и размножаването. Понякога ферментацията може да се прекрати почти напълно след силно аериране. Потискането на алкохолната ферментация се нарича ефект на Пастьор.

Освен дрождите алкохолна ферментация могат да причиняват и други микроорганизми като плесени и бактерии.

Химично изразяванеРедактиране

Процесът на алкохолната ферментация може да бъде изразен със сумарното уравнение, дадено от Гей Люсак през 1815 г.

 

Влияние факторите на средатаРедактиране

Върху жизнената дейност на дрождите влияят редица фактори:

  • Достъп на кислород – при добра аерация се активизира размножаването на дрождените клетки, но ферментацията е много слаба. При анаеробни условия се наблюдава обратният ефект – размножаване почти не се наблюдава, но се образува интензивно етилов алкохол.
  • Тип на дрождите – количеството на образувания етилов алкохол при ферментация зависи много от наследствените особености на дрождите. Най-ефективно захарите се използват от културните дрожди от род Saccharommycetaceae.
  • Влияние на температурата – оптималната температура, при която дрождите се развиват най-добре е 26 – 28 °C. Алкохолна ферментация обаче протича нормално при температура 18 – 35 °C.
  • Пряка слънчева светлина – намалява активността на винените дрожди, което се обяснява със задържане на размножаването им.

ПриложениеРедактиране

Алкохолната ферментация лежи в основаната на редица отрасли – пивоварство, винопроизводство, спиртопроизводство и други.

В пивоварството се използват различни раси дрожди. Като суровина се използва ечемик, от който след озахаряване на скорбялата се получава малц, а след това и пивна мъст. В резултат на ферментиране на захарите в пивната мъст и отлежаване при ниска температура се получава бирата.

Във винопроизводството се използват високопроизводителни раси. На ферментация се подлагат захарите, които се съдържат в гроздовия сок.

Спиртът се получава по пътят на алкохолната ферментация от картофи и меласа. Големи количества от търговския спирт се получават също от дървесен хидролизат.

Дрождите в процеса на алкохолната ферментация се използват и за получаване на глицерин. Установено е, че ако във ферментиращата мъст се прибави натриев сулфит (Na2SO3) в определено количество, като главен продукт се получава глицерин вместо етилов алкохол.