gæring

fra Wikipedia, den gratis encyklopædi
Spring til navigation Spring til søgning
Den skummende overflade af et fermenterende stof på grund af afgasning

Betydningen af ​​udtrykket gæring har ændret sig med videnskabens fremskridt.

Forælder
Energiproduktion gennem oxidation af organiske stoffer
Underordnet
Mælkesyre gæring
Alkoholisk gæring
Fermentering af propionsyre
Butyrisk gæring
Myresyrefermentering
2,3-butandiol fermentering
Fermentering af aceton-butanol-ethanol
Malolaktisk gæring
Ikke-glykolytisk gæring
Fermentering af nitrogenholdige forbindelser
Genontologi
QuickGO

Ældre definition

Begrebet fermentering blev oprindeligt anvendt på genkendelige ændringer i biotiske stoffer - ændringer i masse, f.eks. Forbundet med udbulning, gasdannelse, opvarmning og nedbrydning, men uden udvikling af en forrådnende lugt. Luftens indflydelse blev ikke taget i betragtning, selv når der blev opdaget ilt. Derfor blev processerne involveret i omdannelse af most til vin , urt til øl og vin til eddike kaldet gæring . Dette er stadig almindeligt inden for teknologi i dag.

Forskningshistorie

Den tyske læge og kemiker Johann Joachim Becher lærte forskellen mellem forrådnelse og gæring allerede i 1650. Han adskilte også alkoholisk ("åndelig") fra sur gæring (forbundet med dannelsen af ​​eddikesyre og mælkesyre). [1] Omkring 1815 blev den kemiske ligning for alkoholisk gæring etableret af Joseph Louis Gay-Lussac . Eilhard Mitscherlich mistænkte biologiske katalysatorer (gæringer), der kun kommer i kontakt med sukker og ikke ændrer sig selv.

På grundlag af Mitscherlichs ideer var Charles Cagniard de la Tour i stand til at opdage levende organismer gennem mikroskopiske undersøgelser. [2] [3] Theodor Schwann fandt ud af, at et kødekstrakt forbliver ukomponeret i lang tid efter opvarmning til 100 ° C i lufttætte beholdere. Han gentog disse forsøg med en sukkeropløsning og kunne også undgå gæring i dette tilfælde. [4] [5] Friedrich Traugott Kützing fandt ud af, at gæringen af ​​sukkerholdige væsker kombineret med dannelsen af ethanol og kuldioxid ( alkoholisk gæring ) er en biotisk proces, og ølgær består af mikroorganismer . [6]

Louis Pasteur undersøgte mælkesyregæring i 1857 [7] og i 1861 smørsyregæring . [8] Han opdagede, at mikroorganismerne i smørsyregæring kan leve, metabolisere og vokse uden ilt, og at ilt virker hæmmende på dem, hvilket var overraskende dengang. Også i andre former for gæring har det vist sig, at gæringsorganismer kan leve uden ilt.

Viden om, at de undersøgte gæringer (alkoholisk gæring, mælkesyregæring og smørsyregæring) finder sted uden ilt, blev oprindeligt antaget at være gældende for alle former for gæring. Imidlertid blev det senere indset, at ikke alle gæringer finder sted uden inklusion af ilt, for eksempel eddikesyrefermentering . [9] Af denne grund er der blevet formuleret nye definitioner af gæring, der adskiller sig noget fra hinanden, men som alle udelukker oxygen (O 2 ) som en elektronacceptor.

Nyere definition

Den nye definition for fermentering er: "Mikrobiel nedbrydning af organiske stoffer uden inddragelse af eksterne elektronacceptorer såsom ilt (O 2 ) med det formål at generere energi."

I princippet kan organiske stoffer nedbrydes under anaerobe eller aerobe forhold. [10] For eksempel forbruger det, der kaldes eddikesyregæring, ilt. Dette svarer dog ikke til den nye definition. Eddikesyregæring er derfor ikke gæring i den nye ( videnskabelige ) forstand.

En yderligere usikkerhed forårsaget af, at fermentering på engelsk kaldes fermentation. På tysk bruges udtrykket fermentering imidlertid i mindst tre forskellige betydninger:

  • Fermentering i den nyere betydning: biotisk energimetabolisme uden inklusion af ilt.
  • Ændringer i biotiske råvarer, initieret til fremstilling af visse produkter, f.eks. Gæring af tobaksblade ved fremstilling af rygtobak og gæring af indholdet af kakaopæl (inklusive deres frø) under fremstilling af kakaopulver og chokolade . Oxygen er ikke udelukket eller kun delvist udelukket.
  • I bioteknologi, den kontrollerede produktion af biotiske metaboliske produkter, med eller uden inklusion af ilt.

Typer af gæring

betyder

Biologisk betydning

Sammenlignet med respiration genererer gæring kun en lille mængde energi, da der i stedet for citronsyrecyklussen og den efterfølgende respirationskæde kun bruges substratkædens fosforylering . Fermentering er imidlertid en måde til hurtigt at danne adenosintrifosfat (ATP) gennem substratkædephosphorylering. Dette er også fordelagtigt for anaerobt voksende organismer, da de ikke er afhængige af den eksterne elektronacceptor oxygen.

I nogle tilfælde er levestederne for mere højt udviklede, aerobe organismer også fattige på ilt. Coelacider og andre marine hvirveldyr gærer for at imødekomme deres energibehov, da de lever i dybder, hvor koncentrationen af ​​opløst ilt er lav. Blæksprutter får også noget af deres energi fra gæringen af ​​pyruvat, hvilket resulterer i octopen .

Organismer, der udfører gæring, kaldes også (primære) fermentorer. Nogle mikroorganismer er derimod såkaldte sekundære fermentorer : De optager fermenteringsprodukterne fra primære fermentorer og fermenterer dem yderligere til kuldioxid (CO 2 ), acetat eller hydrogen (H 2 ). [11]

Teknisk betydning

Fermenteringer bruges på forskellige måder til produktion, forfining og konservering af mad og foder (især alkoholisk gæring og mælkesyregæring).

Se også

litteratur

  • Katharina Munk (red.): Lommebog Biologi: Mikrobiologi. Thieme, Stuttgart 2008, ISBN 978-3-13-144861-3 .
  • Reinhard Renneberg: Bioteknologi for begyndere. 2. udgave. Elsevier Spektrum Akademischer Verlag, München 2007, ISBN 3-827-41847-X .

Weblinks

Commons : Fermentation - samling af billeder, videoer og lydfiler

Individuelle beviser

  1. Otto Westphal , Theodor Wieland , Heinrich Huebschmann: livsregulator . Af hormoner, vitaminer, gæringer og andre aktive ingredienser. Societäts-Verlag, Frankfurt am Main 1941 (= Frankfurter Bücher. Research and Life. Bind 1), s. 58 f.
  2. Comptes rendus de l'Academie des Sciences, 4 , 903 (1837).
  3. ^ Charles Cagniard-Latour: Mémoire sur la fermentation vineuse. I: Annales de chimie et de physique . Bind 68, 1838, s. 206-222.
  4. Pogg. Ann. d. Ph. 41 , 184 (1837).
  5. ^ Theodor Schwann: Foreløbig kommunikation vedrørende eksperimenter med gæring og forrådnelse. I: Annals of Physics and Chemistry . Bind 41, 1837, s. 184-193.
  6. Kützing, FT (1837): Mikroskopiske undersøgelser af gær og mor eddike, sammen med flere andre associerede vegetabilske strukturer. I: Journ. Praktisk kem . 11, s. 385-409.
  7. Louis Pasteur: Mémoire sur la fermentation appelée lactique. (Extrait des l'auteur). I: Comptes rendus de l'Académie des Sciences . Bind 45, 1857, s. 913-916.
  8. Louis Pasteur: animalcules infusoires vivant sans gaz oxygène libre et determinant des fermentering. I: Comptes rendus de l'Académie des Sciences. Bind 52, 1861, s. 344-347.
  9. Franz Lafar : Eddikesyrefermenteringen . I: Franz Lafar (red.): Handbuch der Technischen Mykologie , bind V, Kap. 19, Gustav Fischer, Jena 1913.
  10. ^ Alfred Pühler, Manfred Regitz og Rolf D. Schmid: Römpp Compact Lexicon Biochemistry and Molecular Biology . Thieme, Stuttgart 2000; ISBN 3-13-116681-9 ; S. 200.
  11. Katharina Munk (red.): Lommebog Biology: Microbiology . Thieme Verlag Stuttgart, New York 2008, ISBN 978-3-13-144861-3 , s.376 .