Fermentimi laktik: çfarë është, si ndodh dhe për çfarë përdoret

Qeniet e gjalla kryejnë veprime të ndryshme proceset metabolike me qëllim të marrjes së energjisë. Rezultati i dukshëm i proceseve të tilla është transformimKjo përkufizohet si një ndryshim në kushtet dhe karakteristikat e përbërjeve. Me siguri e keni vërejtur këtë proces në shumë gjëra përreth jush, megjithëse është e vërtetë që jo të gjitha proceset e degradimit janë fermentuese. Ashtu si atë herë që e latë kutinë e qumështit jashtë frigoriferit, bakteret... lactobacillus E thartë qumështin e freskët. Nga rruga, produktet e këtij reaksioni nuk janë gjithmonë të padëshiruara: ajo gotë verë që pive me darkë erdhi nga fermentimi i lëngut të rrushit.

Fermentimi transformon sheqerna në produktet që i përkasin grupit etilik (alkoolet), dhe zakonisht shoqërohet me formimin e acideve që japin shijen karakteristike "të thartë". Në rastin specifik të fermentimit laktik, këto sheqerna shndërrohen kryesisht në acid laktik, përgjegjës për aciditetin karakteristik të shumë ushqimeve të fermentuara.

Nga fermentimi te fermentimi laktik

Fermentimi është një reaksion kimik anaerob (ndodh pa oksigjen) të kryer nga mikroorganizmat (bakteret dhe majatë). Ishte shkencëtari Louis Pasteur ai që e shoqëroi këtë proces degradimi në disa ushqime me veprim mikrobik. Me kalimin e kohës, mikrobiologjia ka treguar se lloji i fermentimit (e përcaktuar nga produktet përfundimtare) varet nga mikroorganizmi i përfshirë.

Në fermentimi laktik Bakteret e acidit laktik janë të përfshira, duke përfshirë lloje të LactobacillusRezultati kryesor i zbërthimit të glukozës është acid laktik dhe, varësisht nga rruga, edhe dioksid karboni dhe komponime të tjera dytësore si etanoli ose acidet organike.

Biokimikisht, bakteret e acidit laktik marrin energji përmes glikolizaPiruvati që rezulton reduktohet në laktat ose në një kombinim të laktatit dhe komponimeve të tjera, duke rigjeneruar NAD + e nevojshme që glikoliza të vazhdojë në mungesë të oksigjenit.

Mekanizmi mbizotërues i reagimit në fermentimin laktik janë dehidrogjenizimet e njëpasnjëshme të substancave organike, të cilat zakonisht janë sheqerna; ndonjëherë mund të marrin pjesë edhe reaktantë të tjerë, siç janë acidet yndyrore. Për thjeshtësim historik, fermentimi i përgjithshëm shpesh përmblidhet me ekuacionin:

Sheqeri = Alkooli + Dioksidi i karbonit

Megjithatë, një pamje më gjithëpërfshirëse e fermentimit laktik merr në konsideratë formimin e acideve përveç alkooleve dhe CO₂.₂:

Sheqer → Alkool + Dioksid karboni + Acide organike (kryesisht acid laktik)

Në praktikë ka të ndryshme Llojet e fermentimit laktik sipas produkteve dhe rrugëve metabolike:

• Homolaktik: Laktoza ose glukoza zbërthehet pothuajse ekskluzivisht në një produkt të vetëm kryesor, acid laktikKjo bëhet, për shembull, nga disa lloje të Lactobacillus y Streptokoku të përfshirë në prodhimin e kosit.
• Heterolaktike: Produkte të tilla si acid laktik, etanol y CO₂dhe në disa raste acide organike shtesë (p.sh., acid acetik). Në varësi të rrugës, sasi të vogla uji mund të shfaqen edhe si nënprodukt. Baktere të tilla si Leuconostoc ose lloje të caktuara të Lactobacillus Ata kryejnë fermentime heterolaktike, të përdorura në turshi dhe fermentime komplekse.

Funksionalisht, bakteret e acidit laktik nuk prodhojnë vetëm acid laktik: ato gjenerojnë edhe të tjera acidet organike, ekzopolisakaride dhe komponime aromatike që modifikojnë teksturë, shije dhe aromë të ushqimeve të fermentuara, prandaj përdorimi i tyre është kaq i përhapur në industrinë ushqimore.

Kushtet që favorizojnë fermentimin laktik

Kushtet që favorizojnë zhvillimin e fermentimit laktik lidhen me nevojat fiziologjike të baktereve të përfshira. Kontrollimi i këtyre faktorëve është thelbësor si në industri ashtu edhe në gatimin në shtëpi.

Kushtet standarde mjedisore: Përmendet në mënyrë klasike se kushtet afër 25 ºC dhe 1 atm Ato janë të favorshme për shumë baktere; në praktikë, varësisht nga speciet, diapazoni optimal është midis 25-40 .CPër shembull, në përgatitjen e kosit, përzierja mbahet përreth 35-40 .C për disa orë në mënyrë që bakteret të mund ta transformojnë laktozën në acid laktik. Nëse temperatura është shumë e ulët (p.sh., frigorifer në 4°C) aktiviteti ngadalësohet; nëse është shumë e lartë, bakteret mund të vdesin dhe fermentimi ndalet.

Prania e sheqernave dhe përbërësve organikë: Bakteret përfitojnë sheqerna të fermentueshme (laktoza në qumësht; sheqerna të thjeshta dhe derivate të niseshtesë në perime dhe drithëra). Në terma të folur, mund të themi se bakteret Ata i duan sheqernat.

Lagështia: Shumë trajtime antibakteriale synojnë të kufizojnë lagështinë, pasi ajo nxit fermentimin dhe rritjen e mikrobeve të tjera. Një produkt me përmbajtje shumë të ulët lagështie është më pak i ndjeshëm ndaj veprimit bakterial; kjo është arsyeja pse mishrat shumë të thatë ose produktet e dehidratuara janë më të qëndrueshme.

Në fermentimet e kontrolluara, tregohet kujdes edhe me prania ose mungesa e oksigjenitEdhe pse shumë baktere të acidit laktik e tolerojnë oksigjenin, vetë fermentimi është kryesisht anaerob: kufizimi i oksigjenit favorizon rrugën fermentuese ndaj frymëmarrjes aerobe.

Një tjetër faktor kyç është pHNdërsa fermentimi përparon, acidi laktik ul pH-in, duke krijuar një mjedis të favorshëm për LAB dhe të pafavorshëm për shumë patogjenë, gjë që shpjegon efektivitetin e tij si metodë ruajtjeje.

Lactobacillus, bakteret e acidit laktik dhe veprimi i tyre në fermentimin laktik

Gjinia Lactobacillus Është pjesë e një grupi më të madh të njohur si bakteret e acidit laktik (LAB). Këto janë baktere Gram-pozitive, të zgjatura në formë të ngjashme me një shkop; ato preferojnë mjedise anaerobemegjithëse në shumë raste tolerojnë oksigjenin.

BAL-et përfshijnë zhanre të tilla si Laktobacil, Laktokoku, Streptokoku, Enterokoku, Leukonostokoku dhe Pediokoku, i pranishëm në kos, kefir, djathëra, turshi dhe bukë me maja, ndër ushqime të tjera të fermentuara.

Kur Lactobacillus Zhvillon fermentimin e laktozës, jo vetëm për të marrë lëndë ushqyese, por gjithashtu duke treguar një preferencë për mjediset acidike. Kjo veti përdoret për ruajtja e ushqimitsepse një mjedis acid kufizon rritjen e shumë baktereve patogjene.

Disa nga speciet e përfshira janë:

• Lactobacillus bulgaricus (aktualisht konsiderohet pjesë e kompleksit) Lactobacillus delbrueckii nënshtroj bulgaricus), i përdorur gjerësisht në kosin tradicional.
• Lactobacillus casei, i zakonshëm në qumështin e fermentuar dhe disa djathëra, me potencial probiotic.
• Lactobacillus delbrueckii, i përfshirë në fermentimet laktike dhe në prodhimin industrial të acidit laktik.
• Lactobacillus leichmannii, i pranishëm në fermentime specifike dhe në studime metabolike.

Mjekët dhe nutricionistët promovojnë konsumin e produkteve me LAB sepse ato mund të sjellin përfitime. flora e zorrëveduke ndihmuar në rigjenerimin dhe ekuilibrin e tij. Shumë marka tregojnë praninë e [përbërësve] në etiketat e tyre. probioticsKëto baktere kryejnë një lloj "paratretjeje" të sheqernave dhe proteinave, duke e bërë ushqimin më të tretshëm. tretës dhe tolerohet më mirë nga njerëzit me ndjeshmëri ndaj laktozës.

Megjithatë, shumë produkte qumështi komerciale i nënshtrohen proceseve të nxehtësisë (pasterizim ose të tjera) që zvogëlojnë ose eliminojnë florën e gjallë: përbërja kimike (acidi laktik, tekstura dhe aroma) mund të ruhet, por efekti probiotik i lidhur me bakteret e gjalla zvogëlohet ose zhduket.

Fermentimi laktik në trupin e njeriut: muskujt dhe dhimbja e muskujve

Fermentimi laktik nuk është ekskluzivitet vetëm për bakteret. I yni qelizat e muskujve Ato gjithashtu përdorin një rrugë laktike kur kërkesa për energji tejkalon furnizimin me oksigjen.

Gjatë një përpjekje intensiveMuskuli merr energji nëpërmjet glikolizës; nëse mungon oksigjeni, piruvati shndërrohet në laktatNAD rigjenerohet⁺ që glikoliza të vazhdojë:

Piruvat + NADH + H+⁺ → Laktat + NAD⁺

Ky proces ndodh në citoplazma dhe lejon prodhimin e vazhdueshëm të ATP-së në kushte me pak oksigjen. Akumulimi i laktatit dhe rënia e pH-it kontribuojnë në ndjesinë e lodhjes dhe dhimbjen e menjëhershme të muskujve; megjithatë, dhimbja e muskujve me fillim të vonuar lidhet më shumë me mikro-çarjet në fibrat muskulore. Kur furnizimi me oksigjen përmirësohet, laktati mund të transportohet në inde të tjera (p.sh., mëlçi) dhe të shndërrohet përsëri në energji për metabolizmin.

Fermentimi i laktozës në ruajtjen dhe përmirësimin e ushqimit

Fermentimi është një metodë e lashtë, e zhvilluar nga duhet të transformoni ushqimin në mënyrë që të zgjasë dhe për të parandaluar infeksionet e stomakut gjatë kohës kur antibiotikët nuk janë të disponueshëm. Kultura të ndryshme zhvilluan metoda fermentimi (për shembull, në Azi me perime, drithëra dhe soje) pa i kuptuar plotësisht mekanizmat e përfshirë.

Louis Pasteur krijoi bazën shkencore për këto reaksione, duke hapur rrugën për teknikat e ruajtjes. Sot ne e dimë se fermentimi laktik jo vetëm që ruan, por gjithashtu mund të... Përmirësoni strukturën, shijen, aromën dhe vlerën ushqyese të ushqimit.

Në industri, fermentimi laktik lejon:

• Përmirësoni teksturën të produkteve si kosi, duke shmangur përdorimin e tepërt të trashësuesve. Disa lloje prodhojnë ekzopolisakaride që krijojnë natyrshëm një teksturë kremoze dhe të qëndrueshme.
• Përmirësoni shijen dhe aromën në djathëra dhe ushqime të tjera të fermentuara nëpërmjet komponimeve aromatike që rrjedhin nga metabolizmi i proteinave, sheqernave dhe lipideve.
• Zvogëloni përbërësit e padëshiruar siç është laktoza, duke zvogëluar shqetësimin e tretjes tek njerëzit me intolerancë.

Shembuj të fermentimeve të dukshme laktike përfshijnë:

• Fermentimi i qumështit: BAL-et marrin energji nga lactoseacidifikimin e qumështit. qumësht i trashur Kjo ndodh si rezultat i reshjeve të proteinave (kazeinave) kur pH ulet; nga kjo, prodhohen kos, djathëra, kefir dhe produkte të tjera.
• Fermentimi i perimeve: Kripa përdoret për të penguar patogjenët; kur përdoret siç duhet, kripa përzgjedh LAB rezistentë dhe lehtëson turshinë si p.sh. lakër turshi, turshi dhe kimçiNëse përdoret tepër, mund të kufizojë gjithashtu zhvillimin e Lactobacillus.
• Fermentimi në mish: Në salçiçet e fermentuara dhe mishrat e konservuar, fermentimi vepron mbi glikogjen (ose sheqernat e pranishme) duke e transformuar atë në acid laktik, duke kontribuar në ruajtje, shije dhe ngjyrë.

Fermentimi laktik zbatohet edhe për substrate të tilla si mucilazhi i kafesëBAL i pranishëm në pulpë (për shembull, Lactobacillus plantarum, L. fermentum, L. acidophilus) konsumojnë sheqerna nga frutat dhe prodhojnë acid laktik, alkool, acid acetik dhe CO2₂Duke kontrolluar temperaturën, pH-in, oksigjenin dhe kohën, përftohen kafe me profile specifike. aciditet i këndshëmëmbëlsi dhe aroma komplekse, të vlerësuara në kafetë speciale.

Në përmbledhje, fermentimi laktik acidifikon, ruan dhe përmirëson Karakteristikat shqisore dhe, në shumë raste, vlera ushqyese dhe tretshmëria e ushqimit. Ai vepron si një urë lidhëse midis prodhimit të energjisë dhe transformimit të thellë të asaj që konsumojmë, duke ofruar siguri, shije dhe një ndërveprim kompleks me shëndetin e zorrëve tona që vazhdon të studiohet.