Gli esseri umani hanno usato la fermentazione per cambiare la natura dei prodotti alimentari per secoli. La fermentazione è un processo metabolico anaerobico che produce energia in cui gli organismi convertono i nutrienti, in genere i carboidrati, in alcool e acidi come acido lattico e acido acetico.
La fermentazione è forse la più antica scoperta biotecnologica conosciuta dall'uomo. I microbirri possono essere di gran moda, ma oltre 10.000 anni fa l'umanità produceva birra, vino, aceto e pane usando microrganismi, principalmente lievito. Lo yogurt veniva prodotto nel latte con i batteri dell'acido lattico e venivano usati gli stampi per produrre formaggio, per accompagnare il vino e la birra. Questi processi sono ancora oggi ampiamente utilizzati per la produzione di alimenti moderni. Tuttavia, le culture utilizzate oggi sono state purificate, e spesso geneticamente raffinate, per mantenere i tratti più desiderabili e per produrre prodotti di altissima qualità.
Alimenti formati dalla fermentazione
Molti alimenti che mangi ogni giorno si formano attraverso il processo di fermentazione. Alcuni che potresti conoscere e mangiare regolarmente includono formaggio, yogurt, birra e pane. Alcuni altri prodotti sono meno comuni a molti americani.
- kombucha
- Miso
- kefir
- kimchi
- tofu
- Salame
- Alimenti contenenti acido lattico, come i crauti
Definizione comune
La definizione più comunemente nota di fermentazione è "la conversione dello zucchero in alcool (usando lievito) sotto condizioni anaerobiche, come nella produzione di birra o vino, aceto e sidro. "La fermentazione è tra le il più vecchio processi biotecnologici storici utilizzato dall'uomo per produrre prodotti alimentari quotidiani.
L'avvento della fermentazione industriale
Nel 1897 la scoperta che gli enzimi del lievito possono convertire lo zucchero in alcool porta a processi industriali per sostanze chimiche come butanolo, acetone e glicerolo utilizzati in prodotti di uso quotidiano come accendini, smalto per unghie, e sapone. I processi di fermentazione sono ancora in uso oggi in molte moderne organizzazioni biotecnologiche, spesso per la produzione di enzimi da utilizzare in processi farmaceutici, bonifiche ambientali e altri processi industriali.
Anche il carburante a base di etanolo viene prodotto attraverso la fermentazione. La fonte di combustibile alternativa utilizza mais, canna da zucchero e altre piante per produrre il gas. La fermentazione è utile anche nella lavorazione dei liquami. Qui, il liquame viene suddiviso usando il processo. Gli ingredienti pericolosi vengono rimossi e i fanghi rimanenti possono essere trasformati in fertilizzanti mentre i gas prodotti durante il processo diventano biocarburanti.
Biotecnologia
Nel mondo di biotecnologia, il termine fermentazione è usato piuttosto vagamente per indicare la crescita di microrganismi che si formano sugli alimenti, in condizioni aerobiche o anaerobiche.
I serbatoi di fermentazione (detti anche bioreattori) utilizzati per i processi di fermentazione industriale sono serbatoi di vetro, metallo o plastica che sono dotati di indicatori (e impostazioni) che controllano l'aerazione, la velocità di agitazione, la temperatura, il pH e altri parametri di interesse. Le unità possono essere abbastanza piccole per applicazioni da banco (5-10 L) o fino a 10.000 L di capacità per applicazioni industriali su larga scala. Unità di fermentazione come queste sono utilizzate nell'industria farmaceutica per la crescita di colture pure specializzate di batteri, funghi e lieviti e la produzione di enzimi e farmaci.
Uno sguardo a Zimologia
L'arte di studiare la fermentazione si chiama zimologia o zimurgia. Louis Pasteur, biologo e chimico francese rinomato per la sua scoperta della pastorizzazione e del principio di vaccinazione, fu uno dei primi zimologi. Pasteur si riferiva alla fermentazione come "il risultato della vita senza aria".