Mensen gebruiken fermentatie al eeuwen om de aard van voedselproducten te veranderen. Fermentatie is een energieopbrengend anaëroob metabolisme waarbij organismen voedingsstoffen - meestal koolhydraten - omzetten in alcohol en zuren zoals melkzuur en azijnzuur.
Vergisting is misschien wel de oudste biotechnologische ontdekking die de mens kent. Microbrouwsels zijn misschien een rage, maar meer dan 10.000 jaar geleden produceerde de mensheid bier, wijn, azijn en brood met micro-organismen, voornamelijk gist. Yoghurt werd geproduceerd door middel van melkzuurbacteriën in melk, en er werden schimmels gebruikt om kaas te maken, om mee te gaan met de wijn en het bier. Deze processen worden nog steeds veelvuldig gebruikt voor de productie van moderne voedingsmiddelen. De culturen die tegenwoordig worden gebruikt, zijn echter gezuiverd en vaak genetisch verfijnd om de meest wenselijke eigenschappen te behouden en producten van de hoogste kwaliteit te produceren.
Voedingsmiddelen gevormd door fermentatie
Veel voedsel dat u elke dag eet, wordt gevormd door het fermentatieproces. Sommigen die u misschien kent en regelmatig eet, zijn kaas, yoghurt, bier en brood. Sommige andere producten komen minder vaak voor bij veel Amerikanen.
- Kombucha
- Miso
- Kefir
- Kimchi
- Tofu
- Salami
- Voedingsmiddelen die melkzuur bevatten, zoals zuurkool
Gemeenschappelijke definitie
De meest bekende definitie van fermentatie is 'de omzetting van suiker in alcohol (met gist) eronder anaërobe omstandigheden, zoals bij de productie van bier of wijn, azijn en cider. "Vergisting is een van de oudste historische biotechnologische processen gebruikt door de mens om dagelijkse voedselproducten te produceren.
De komst van industriële fermentatie
In 1897 leidde de ontdekking dat enzymen uit gist suiker kunnen omzetten in alcohol tot industriële processen voor chemicaliën zoals butanol, aceton en glycerol gebruikt in alledaagse producten zoals aanstekers, nagellakremover, en zeep. Fermentatieprocessen worden nog steeds gebruikt in veel moderne biotech-organisaties, vaak voor de productie enzymen voor gebruik in farmaceutische processen, milieusanering en andere industriële processen.
Ethanolbrandstof wordt ook gemaakt door fermentatie. De alternatieve brandstofbron gebruikt maïs, suikerriet en andere planten om het gas te produceren. Vergisting is ook nuttig bij de verwerking van afvalwater. Hier wordt het rioolwater via het proces afgebroken. Gevaarlijke ingrediënten worden verwijderd en het resterende slib kan tot mest worden verwerkt, terwijl de gassen die tijdens het proces worden geproduceerd biobrandstoffen worden.
Biotechnologie
In de wereld van biotechnologie, wordt de term fermentatie nogal losjes gebruikt om te verwijzen naar de groei van micro-organismen die zich vormen op voedsel, onder aërobe of anaërobe omstandigheden.
Fermentatietanks (ook wel bioreactoren genoemd) die worden gebruikt voor industriële fermentatieprocessen zijn glazen, metalen of plastic tanks die zijn uitgerust met meters (en instellingen) die beluchting, roersnelheid, temperatuur, pH en andere parameters van regelen interesseren. Units kunnen klein genoeg zijn voor bench-top toepassingen (5-10 L) of tot 10.000 L capaciteit voor grootschalige industriële toepassingen. Fermentatie-eenheden zoals deze worden gebruikt in de farmaceutische industrie voor de groei van gespecialiseerde zuivere culturen van bacteriën, schimmels en gist, en voor de productie van enzymen en medicijnen.
Een blik op Zymology
De kunst van het bestuderen van fermentatie wordt zymologie of zymurgie genoemd. Louis Pasteur, de Franse bioloog en chemicus die bekend stond om zijn ontdekking van pasteurisatie en het principe van vaccinatie, was een van de eerste zymologen. Pasteur noemde fermentatie "het resultaat van leven zonder lucht".