Fermentacja

Fermentacja

Znaczenie w przyrodzie i życiu człowieka

START

Fermentacja alkoholowa

Czym jest fermentacja alkoholowa?

• Fermentacja alkoholowa jest procesem rozkładu węglowodanów pod wpływem enzymów wytwarzanych przez drożdże z wytworzeniem alkoholu etylowego i dwutlenku węgla:

C 6H12 O6 -> 2C2 H5OH + 2CO2

może być znacznie dłużej przechowywany oraz uzyskuje nowy smak i zapach. Fermentacja alkoholowa jest wynikiem działania dużej liczby enzymów, przy czym rezultatem jej jest wydzielenie się około 50 kcal/mol rozłożonej heksozy. Szereg reakcji omawianego procesu zachodzi także w komórkach drożdży, w mięsistych dużych owocach, w nasionach okrytych twardą łupiną i w korzeniach, jeśli jest dużo wody w glebie, zachodzi w korzeniach roślin bagiennych np. ryż

• W wyniku tego procesu powstaje również szereg produktów ubocznych, między innymi: gliceryna, kwas bursztynowy i kwas octowy. Produktami ubocznymi fermentacji są również wyższe alkohole i estry, które mają decydujący wpływ na bukiet smakowo-zapachowy produktu. Fermentacja jest od tysięcy lat głównym sposobem zabezpieczania żywności przed psuciem. Mikroorganizmy biorące udział w fermentacji powodują zmiany chemiczne i fizyczne, w wyniku których powstający produkt

2. Mikroorganizmy

Mikroorganizmy

• Fermentację alkoholową przeprowadzają głównie grzyby, np. drożdże (m. in. Saccharomyces cerevisiae) i nieliczne bakterie. Wiele grzybów strzępkowych (Mucom, Rhizopus) oraz bakterii (Sarcina ventriculi) wytwarza etanol, jednakże praktyczne zastosowanie mają, tylko te u których etanol jest produktem głównym. W przemyśle stosowane są różne gatunki i rasy drożdży należących do rodzaju Saccharomyces. Fermentują one cukry proste tj.: glukoza, fruktoza, mannoza także maltoza i sacharoza. Podczas intensywnego przebiegu fermentacji, komórki drożdży są rozmieszczone w całej objętości płynu. Drożdże fermentacji górnej (Saccharomyces cerevisiae) prowadzą proces w wyższej temperaturze niż drożdże fermentacji dolnej (Saccharomyces carlsbergensis), sam proces przebiega bardziej intensywnie z wydzieleniem dużej ilości CO2.

3. Zastosowanie fermentacji alkoholowej

Fermentacja alkoholowa cukrów w obecności drożdży należy do szybko rozwijającej się gałęzi przemysłu i jest wykorzystywana w piwowarstwie, winiarstwie, gorzelnictwie, kandyzowaniu owoców, produkcji drożdży, pieczywa, a także w ochronie środowiska. Proces ten polega na utlenianiu węglowodanów przez odpowiednie szczepy drożdży, w wyniku czego powstaje alkohol etylowy, wykorzystywany do celów spożywczych oraz przemysłowych. Surowce stosowane w przemyśle fermentacyjnym dzielą się na trzy grupy. Do pierwszej zalicza się produkty cukrowe: melasę, soki owocowe, trzcinę cukrową, do drugiej - materiały zawierające skrobię (żyto, jęczmień i pszenicę), a do trzeciej produkty pocelulozowe (drewno i ługi posiarczynowe). Drożdże zawierają enzymy, które hydrolizują disacharydy na cukry proste. Jedynie cztery heksozy ulegają fermentacji pod wpływem drożdży: D-glukoza, D-mannoza, D-fruktoza i D-galaktoza. Ostatnia ulega fermentacji z trudnością i nie pod wpływem wszystkich gatunków drożdży. Końcowy produkt fermentacji, alkohol, wydziela się przez destylację. Wydajność obliczona w stosunku fermentujących cukrów wynosi około 90%.

Biogaz - Wykorzystanie powstałego w fermentacji biogazu niewątpliwie ma przyszłość. Biogaz z dużą zawartością metanu można wykorzystywać dla celów użytkowych, przede wszystkim energetycznych.

Przykłady wykorzystania:

• wytwarzanie energii elektrycznej do napędzania turbin lub silników iskrowych
• wytwarzanie energii cieplnej (specjalne kotły gazowe)
• wytwarzanie energii cieplnej i elektrycznej w urządzeniach skojarzonych
• paliwo do silników pojazdów/trakcyjnych
• różnorodne procesy technologiczne, np. produkcja metanolu.

Schemat produkcji piwa

Bibliografia

1. http://www.e-biotechnologia.pl
2. Wikipedia
3. Epodreczniki.pl
4. "Biologia na czasie" Podręcznik dla liceum ogólnolkształcącego i technikum, zakres podstawowy, część 1

Dziekuję za uwagę!

Oliwia Kozar kl. I Tfr