Použití: mikrobiologický a potravinářský průmysl. Podstata vynálezu: Způsob inhibice růstu bakterií v alkoholovém fermentačním médiu se provádí přidáním polyesterového ionoforového antibiotika do fermentačního média v koncentraci 0,3-3,0 ppm. 2 C.p. f-krystaly, 2 tabulky, 2 nemocné.
Vynález se týká způsobu inhibice růstu bakterií v alkoholovém fermentačním médiu. Je známo, že zařízení na alkoholové kvašení nepracují za sterilních podmínek, a proto mohou obsahovat bakteriální populace, které dosahují koncentrace 10 4 až 10 6 mikroorganismů/ml, v extrémních případech i více. Tyto mikroorganismy mohou patřit do rodiny kyseliny mléčné, ale mohou také zahrnovat jiné mikroorganismy, jako je streptokok, bacil, pediokok, klostridium nebo leukonostok (viz tabulka 1). Všechny tyto bakterie mají schopnost tvořit organické kyseliny. Pokud koncentrace bakterií v populaci přesáhne 10 6 mikroorganismů / ml, může tvorba organických kyselin dosáhnout významné úrovně. Při koncentracích nad 1 g/l mohou takové organické kyseliny inhibovat růst a fermentaci kvasinek a vést ke snížení produktivity rostlin o 10-20 % nebo více. V některých surovinách, jako je víno, cider nebo jejich produkty, mohou takové bakterie také přeměnit glycerin na akrolein, což je karcinogenní sloučenina nacházející se v konečném alkoholickém produktu určeném k lidské spotřebě. Aby se zabránilo negativním účinkům způsobeným nadměrným růstem bakterií ve fermentačním médiu, jsou nutné bakteriostatické a/nebo baktericidní metody, které nepříznivě neovlivňují fermentační proces. Je známo, že se k tomuto účelu používají antibiotika, jako je penicilin, lakticid, nisin, která se zavádějí do fermentačních médií zejména z melasy, škrobu a obilí při výrobě alkoholu (1). Nevýhoda takových metod spočívá buď v nízké aktivitě antibiotika, nebo v tom, že některá antibiotika (penicilin) vedou ke vzniku mutantních kmenů odolných vůči působení antibiotika. Cílem vynálezu je odstranit tyto nevýhody. Tento problém je řešen pomocí navrženého způsobu, podle kterého se do fermentačního média zavádí polyesterové ionoforové antibiotické bakteriostatické nebo baktericidní činidlo. Způsob podle předkládaného vynálezu lze použít se širokou škálou fermentačních médií, včetně šťávy z cukrové řepy, šťávy z cukrové třtiny, zředěné melasy z cukrové řepy, zředěné melasy z cukrové třtiny, obilného hydrolyzátu (např. kukuřice nebo pšenice), hydrolyzátu škrobových hlíz ( např. brambory nebo topinambur), víno, vedlejší vinné produkty, jablečný mošt a jeho vedlejší produkty. Proto v souladu s předkládaným vynálezem lze použít jakýkoli škrob nebo materiály obsahující cukr, které mohou být fermentovány kvasinkami za vzniku alkoholu (ethanolu). Výsledná bakteriální kontrola nebo výrazně snižuje problémy způsobené přítomností bakterií a organických kyselin, které produkují. Polyesterové ionofory, které mohou být použity v předkládaném vynálezu, neovlivňují nepříznivě kvasinky (saccharomices sp.) a proces fermentace. Polyesterová ionoforová antibiotika, která lze použít v předkládaném vynálezu, jsou jakákoli antibiotika, která významně neovlivňují kvasinky a která mají bakteriostatický a/nebo baktericidní účinek na bakterie produkující organické kyseliny ve fermentačním médiu. Nejužitečnější v předkládaném vynálezu jsou antibiotika, která jsou účinná proti bakteriím uvedeným v tabulce. 1 (viz výše). Výhodná polyesterová ionoforová antibiotika jsou monensin, lasalosid, salinomycin, narasin, maduramycin a semduramycin. Výhodnější jsou monensin, lasalosid a salinomycin, avšak nejvýhodnějším antibiotikem je monensin. Fermentační média, která mohou být účinně zpracována způsobem podle předkládaného vynálezu, zahrnují suroviny, jako je například šťáva z cukrové řepy, šťáva z cukrové třtiny, zředěná melasa z cukrové řepy, zředěná melasa z cukrové třtiny, obilný hydrolyzát (jako je kukuřice nebo pšenice). hlízy škrobového hydrolyzátu (jako jsou brambory nebo topinambur), víno, vedlejší vinné produkty, jablečný mošt a vedlejší produkty z jeho výroby. Proto v souladu s předkládaným vynálezem lze použít jakýkoli škrob nebo materiály obsahující cukr, které mohou být fermentovány kvasinkami za získání alkoholu (ethanolu). Polyesterová ionoforová antibiotika jsou vysoce stabilní sloučeniny. Nejsou snadno degradovány v průběhu času nebo při vysokých teplotách. To je důležité pro fermentační zařízení, protože: 1. zůstávají aktivní po mnoho dní za normálních provozních podmínek pro fermentační zařízení; 2. Zůstávají aktivní při vysokých teplotách, ke kterým dochází během enzymatické hydrolýzy před fermentací obilovin nebo hlíz (např. 2 hodiny při 90 °C nebo 1,5 hodiny při 100 °C). Tyto sloučeniny jsou komerčně dostupné a dodávají je farmaceutické společnosti. Byly provedeny experimenty s různými polyesterovými ionoforovými antibiotiky, jako je monensin, lasalosid a salinomycin za použití fermentační suroviny na bázi melasy z cukrové řepy. Provedené experimenty potvrdily existenci bakteriostatických nebo baktericidních koncentrací v rozmezí asi 0,5 až 1,5 ppm. Za bakteriostatických podmínek se růst bakteriální populace zastavuje a lze zjistit, že se obsah organických kyselin v populaci nezvyšuje. Při baktericidních koncentracích se populace bakterií snižuje, a proto se koncentrace organických kyselin nezvyšuje. Podle způsobu podle předkládaného vynálezu se do fermentačního média zavede bakteriostatické nebo baktericidně účinné množství alespoň jednoho polyesterového ionoforového antibiotika. Výhodně se do fermentačního média přidá alespoň jedno polyesterové ionoforové antibiotikum v koncentraci přibližně 0,3 až 3 ppm. Nejvýhodněji je koncentrace polyesterového ionoforového antibiotika od asi 0,5 do 1,5 ppm. Polyesterový ionofor podle vynálezu zabraňuje nebo inhibuje růst bakterií ve fermentačním médiu, bez ovlivnění kvasinek, v koncentracích až 100 ppm. Bakteriální flóru lze udržovat v koncentraci 10 4 mikroorganismů / ml a nižší, což vede k téměř úplnému zastavení tvorby organických kyselin. Bakterie proto nemohou výrazně omezit alkoholové kvašení. Za těchto podmínek bakterie obvykle nepřispívají k tvorbě akroleinu. Při koncentracích asi 0,5 ppm je antibiotikum baktericidní, a proto umožňuje dosáhnout sníženého obsahu bakterií. Obr. 1 ukazuje pokles bakteriální populace ve zředěné melase po přidání monensinu; na Obr. 2 - vliv monensinu na bakteriální populaci v procesu kontinuální fermentace v průmyslovém závodě. Příklad 1. Vliv monensinu na koncentraci Lachobacillus buchneri. Monensin se přidává do zředěné melasy cukrové řepy v různých koncentracích a měří se kyselost a koncentrace mikroorganismů. Výsledky jsou uvedeny v tabulce. 2. Příklad 2. Stabilita a baktericidní účinek monensinu v melasové šťávě. Monensin se přidá do zředěné melasové šťávy obsahující 106 mikroorganismů/ml v koncentraci 1 ppm. Obrázek 1 ukazuje pokles bakteriální populace po 20 dnech při teplotě 33 °C. Nebylo pozorováno žádné obnovení bakteriálního růstu. Tato data ukazují, že monensin zůstává aktivní po dobu 20 dnů při 33 °C za normálních provozních podmínek fermentačního zařízení. Příklad 3. Průmyslové použití monensinu. Další příklad tohoto vynálezu je znázorněn na obr. 2. Patří do zařízení na alkoholové kvašení, které funguje nepřetržitě. Fermentačním médiem je melasa obsahující 14 % cukru (cca 300 g/l). Průtok je 40-50 m 3 / h, teplota 33 o C. 7. den překračuje kontaminace mikroorganismy 10 6 mikroorganismů / ml. 8. den se zahájí léčba zavedením aktivního množství monensinu (rozpuštěného v ethanolu) do fermentačního zařízení. Tato koncentrace monensinu se udržuje po dobu 24 hodin zaváděním obohacené suroviny obsahující monensin ve stejné koncentraci. V den 9 se zastaví přidávání monensinu k surovině. Ihned po zahájení léčby začne bakteriální populace rychle klesat. Tento pokles pokračuje do 10. dne, tedy do 24 hodin po ukončení léčby. V této fázi se monensin vymyje z fermentačního média a pomalu se obnoví růst bakterií. Je kontrolovatelné během následujících 15 dnů, to je však způsobeno sníženou úrovní kontaminace po ošetření.
Nárok
1. Způsob inhibice růstu bakterií v alkoholovém fermentačním médiu přidáním antibiotika do fermentačního média, vyznačující se tím, že se jako antibiotikum použije polyesterové ionoforové antibiotikum. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že polyesterové ionoforové antibiotikum se přidá do fermentačního média v koncentraci 0,3 až 3,0 ppm. 3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se antibiotikum přidává do fermentačního média na bázi šťávy nebo melasy z cukrové řepy nebo cukrové třtiny, nebo škrobového hydrolyzátu z obilnin nebo hlíz, nebo do média pro výrobu vína nebo moštu. .
Proces přípravy čaje je sled vzájemně souvisejících kroků, na jejichž samém začátku je čerstvě natrhaný lístek a na samém konci - to, čemu v obchodě říkáme "hotový" nebo "hotový" čaj. Šest druhů čaje (zelený, žlutý, bílý, oolong, černý a pu-erh čaj) má několik podobných fází zpracování (jako je sběr, primární třídění, konečná úprava atd.), ale mají také nuance, které jsou jedinečné pro jeden nebo několik speciálně připravených čajů. Oxidace je jedním z nejnověji popsaných chemických procesů, k nimž musí dojít při výrobě některých druhů čajů a u jiných je třeba mu zabránit. Můžeme říci, že všechny druhy čaje jsou rozděleny do dvou velkých tříd v závislosti na tom, zda se na získání hotového produktu podílí oxidace nebo ne.
Oxidace v čaji
Nejprve si definujme oxidaci. Oxidace je biochemický, enzymatický proces, při kterém dochází k absorpci kyslíku a v důsledku toho dochází ke změnám látek účastnících se procesu. V případě čerstvě sklizených čajových lístků se jedná o látky nacházející se v čajových lístcích. Oxidace může být spontánní nebo řízená a může vést k pozitivním i negativním změnám. Známým příkladem spontánní negativní oxidace je to, co se stane, když nakrájíte jablko nebo banán, nebo když necháte odříznutý kousek listu venku. Nechráněné buňky absorbují kyslík, měknou a hnědnou. Toto je nejjednodušší forma oxidace, kterou většina lidí zná. Pokud nezasahujete do procesu oxidace, může ovoce jednoduše vyschnout nebo hnít v závislosti na atmosférických podmínkách. Jednoduchým nakrájením jablka na kousky a jejich sušením v dehydrátoru (desikantu) lze pozorovat příklad řízené negativní oxidace během procesu sušení. Ztmavnutí povrchu řezu není na trhu považováno za esteticky příjemné, proto se barevné změny někdy korigují sloučeninami síry nebo kyselinou citrónovou, ale i v této situaci (bez viditelných změn barvy) stále probíhá oxidace.
Při výrobě čaje dochází k spontánní i řízené oxidaci. Při výrobě bílých, oolongových a černých čajů dochází během fáze sušení čajového listu ke spontánní oxidaci. Krok řízené oxidace, který vyžaduje zvláštní pozornost, je jedním z nejdůležitějších kroků při výrobě oolongů i černých čajů. U zelených a žlutých čajů je oxidaci zabráněno metodami pečlivého napařování, sušení a/nebo pražení, které je také často označováno jako „deenzymování“.
Oxidace je chemický proces, který vyžaduje nadbytek vlhkého vzduchu bohatého na kyslík. Při výrobě černého čaje v oxidačních místnostech je třeba provést 15 až 20 výměn zvlhčeného vzduchu za hodinu, aby byla zajištěna úplná oxidace. Polyfenoly v listech (čajové katechiny) absorbují značné množství kyslíku, zejména během raných fází oxidace. Oxidace při výrobě čaje formálně začíná v době sušení čajového listu jako spontánní a následně je postupně urychlována následnými kroky nutnými k přeměně čerstvého listu na hotový černý čaj. Po několika přípravných krocích je předpřipravený list připraven k řízenému oxidačnímu procesu, často mylně označovanému jako „fermentace“. Při tradiční oxidaci se vytříděný plech rozsype v tenkých vrstvách (maximálně 5 až 8 cm) na podlahu továrny, na stoly, na porézní podnosy – a to je podobné sušení, které se provádí ve fázi primárního chřadnutí. Okysličení polyfenolů zahajuje sérii chemických reakcí, které nakonec produkují nové aromatické složky a poskytují hustší infuzní podpisy černého čaje. Během prvního a nejdůležitějšího období enzymatické oxidace působí enzym polyfenoloxidáza a peroxidáza (skupina redoxních enzymů, které využívají peroxid vodíku jako akceptor elektronů) na jiné polyfenoly, čímž vznikají theaflaviny. Tyto červenooranžové sloučeniny dále ovlivňují polyfenoly, produkují thearubiginy a jsou chemicky zodpovědné za změnu barvy listů ze zelené na zlatou, měděnou, hnědo-čokoládovou. Thearubiginy mezitím interagují s několika aminokyselinami a cukry v listech a vytvářejí vysoce polymerní látky, které se vyvinou do rozmanitých a charakteristických aromatických složek, které očekáváme v černém čaji.
Theaflaviny v zásadě přinášejí svěžest a jas chuti černého čaje, zatímco thearubiginy přispívají k jeho síle, bohatosti a barvě.
Při procesu oxidace se z čajového lístku uvolňuje oxid uhličitý a teplota hmoty zoxidovaných lístků stoupá. Pokud se teplota listů nechá stoupnout příliš vysoko, oxidace se vymkne kontrole; pokud teplota klesne příliš nízko, oxidace se zastaví.
Řada čajových lístků v řízeném oxidačním procesu se nazývá dhool. Oxidace trvá 2 až 4 hodiny a lze ji kontrolovat spíše empiricky než vědecky. I když mohou existovat technické značky pro určení očekávaného dokončení procesu, existuje také mnoho parametrů, které charakterizují proces a jsou pozorovatelné „v přímém přenosu“. Nejlepší metodou pro určení okamžiku úplné oxidace listu proto může být odborné vizuální čichové pozorování.
Čajový mistr musí kontrolovat tloušťku a stejnoměrnost listové vrstvy, dbát na to, aby teplota byla asi 29 C, relativní vlhkost 98 %; a zajistit stálé větrání (15 nebo 20 úplných výměn vzduchu v místnosti za hodinu). Také mikroklima musí být zcela hygienické; bakterie mohou kazit dhul.
Během procesu oxidace získává zpracovaný list (dhul) předvídatelnou řadu chuťových parametrů, svěží, bohatou barvu a konečnou sílu. Čajový mistr může řídit oxidaci dhuly svým vlastním speciálním způsobem úpravou doby trvání oxidace, což umožňuje oxidaci v kombinaci se změnami teploty / vlhkosti v oxidační místnosti. Většina vyráběných čajů dává vyvážený nálev v šálku s jasným nálevem, dobrou intenzivní vůní a hustou, plnou konzistencí. Když čajový mistr určí, že dhul zoxidoval na požadovanou úroveň ("úplná oxidace" je stupeň, ale ne absolutní), pak je kritická fáze řízené oxidace zastavena konečným procesem výroby černého čaje: sušením.
Fermentace v čaji
Kvašení je důležitou složkou při výrobě čaje pu-erh a dalších stařených čajů, jako je Liuan, Liubao, některé čaje oolong atd. Příběh fermentace při výrobě čaje je nejpříhodněji založen na příkladu výroby pu-erhu. Pojďme prozkoumat, co je fermentace a proč k výrobě tradičního vysoce kvalitního čaje pu-erh neodmyslitelně patří pečlivá a zručná fermentace. Navzdory tomu, že výroba čaje pu-erh je jednou z nejstarších a nejjednodušších forem výroby čaje, je svět čaje pu-erh natolik složitý a rozsáhlý, že se stal předmětem bedlivé pozornosti čajových odborníků a vyžaduje zvláštní pečlivé studium. V žádném případě zde nebudeme zkoumat konkrétní složitost výroby pu'er různých typů, protože v tomto článku je navrženo uvažovat pouze o základním popisu fermentace a oxidace.
Fermentace je mikrobiální aktivita (aktivita) zahrnující určité druhy bakterií. Podle definice probíhá fermentace nejsnáze v nepřítomnosti kyslíku, ačkoli určitá expozice prostředí je ideální pro stárnutí nezralého Sheng Puerhu. Ačkoli je pro většinu kroků při výrobě čaje vyžadován dostatek kyslíku, expozice kyslíku při výrobě pu-erhu je často snížena nebo eliminována po kroku sušení čajových lístků. List, který se přemění na pu-erh, musí být vystaven bakteriím (nebo bakteriím ze své podstaty) vhodným pro fermentaci.
Stejně jako při výrobě „kvašeného“ jablečného moštu nebo sýra Roquefort se bakterie nezbytné pro činnost mikroorganismů začnou přirozeně množit pod širým nebem a/nebo uvnitř speciální fermentační místnosti (moštárna nebo zrání sýrů). V případě pu-erhu se bakterie potřebné k zahájení a udržení fermentace nacházejí na následujících místech.
- Na povrchu samotného listu ze starých stromů v pralese, kde rostou velkolisté stromy - nejznámější z nich v oblasti Xishuangbanna na jihozápadě provincie Yunnan v Číně.
- V klimaticky řízené místnosti na výrobu čaje, kde je surová (sheng) mao-ča dočasně skladována a čeká na lisování; v hromadách „mao-cha“ při umělé fermentaci hotového (šu) pu-erhu; nebo ve vlhkém, parném klimatu, ve kterém je pu-erh zatlačen na místo.
- V chladných a suchých místnostech, kde se palačinky sheng pu-erh skladují pro následnou fermentaci a zrání pod přísnou kontrolou.
Během fermentační fáze při výrobě pu-erhu se musí sblížit několik důležitých faktorů. Při sklizni na samotném listu, který splňuje normy, se musí vyskytovat „divoké“ bakterie – může jich být velmi mnoho i velmi málo a od toho se bude odvíjet i kvalita čaje. Listy určené k tomu, aby se staly puer (maocha, vysušené vadnutí, pražení za účelem zabití zeleniny (sa cheen, shaqing), drcení (ro nien, Zhongyan) a poté částečně vysušené listy), se složí do sáčků a tyto sáčky se položí navrch. jeden druhého v očekávání lisování v páře nasycené bakteriemi; nebo v případě hotového shu pu-erhu se hromadí v halách, kde je vystaven vnějším vlivům. Na rozdíl od nízkých porézních hromádek listů shromážděných za účelem oxidace jsou hromádky mao cha, které stimulují umělou fermentaci shu pu-erh, naskládány těsně, kompaktně a s minimální otevřenou plochou. Hromada maochy se zřídka míchá, aby si listy „odpočinuly“ (a zabránilo fermentaci, aby zašla příliš daleko), aby se bakteriím dodal kyslík, který potřebují, a aby se zajistila požadovaná teplota pro příznivý mikrobiální růst a požadovanou transformaci listů. Během fermentačního procesu puerhu se hromady často zakrývají, aby se zvýšila teplota procesů probíhajících v listech.
Lze si představit mírné zmatení, které vede obchodníky s čajem k dohledu nad procesy sušení, oxidace a fermentace. Začínající obchodníci s čajem mohou být při sledování míšení hromad listů na podlaze, hromady listů v zákopech nebo na podlaze ohromeni skutečností, že procesy probíhající při výrobě čaje jsou rudimentární a řemeslné (toto řemeslné umění je umocněno neochotou Číňanů vysvětlit svá „tajemství“). A přestože bylo za posledních 75 let popsáno mnoho věcí, je stále obtížné jasně oddělit procesy sušení, fermentace a oxidace (a podle toho je jasně řídit).
Je nezbytné, aby spotřebitelé i obchodníci s čajem znali charakteristické rozdíly mezi oxidací a fermentací. Tyto procesy by měly být jasné a neměly by se ztratit ve zvratech čajové terminologie nebo marketingu.
Dobrou vlastností, která odlišuje dobrého obchodníka, je jeho porozumění výrobě bílých, oolongových a černých čajů, které jsou vysoce závislé na procesech sušení a oxidace. Používání pojmů "oxidace" a "fermentace" nevhodně přispívá ke zmatku mezi pijáky čaje. Navíc ti, kteří dokážou správně identifikovat, jaký typ pu-erhu je nabízen ke koupi a jaké podmínky jsou nutné pro úplné dokončení nezralého sheng pu-erhu při jeho maximálním vývoji (prodloužené zrání, stárnutí a stárnutí), si poskytují spolehlivou nákupní základnu. Pro čajové nadšence je vědění síla, čajový svět je stále dostupnější a vědění nám zaručuje stále více kvalitního čaje a mnoho dalších radostných okamžiků skutečného potěšení z pití vašeho oblíbeného nápoje.
(Další informace o výrobě čaje a vysvětlení oxidačních procesů v různých druzích čajů viz Příběh čaje; Průvodce kulturní historií a pitím od Mary Lou Heiss a Roberta J. Heisse, Ten Speed Press, říjen 2007)
| Zelený čaj | Bez oxidace* |
| Žlutý čaj | Bez oxidace* |
| Bílý čaj | Lehká spontánní oxidace (8-15%) |
| Čaj oolong | Výroba řízená částečná oxidace (15-80% úroveň) |
| Černý čaj | Kompletní oxidace kontrolovaná během výroby |
| Puer | Plně fermentovaný, ne plně oxidovaný, existují dva hlavní směry |
| Sheng pu-erh | Surový, panenský nebo „zelený“ pu-erh – nekontrolovaná oxidace, i když může být přítomna minimální spontánní oxidace |
| Shu pu-erh | Hotový, zralý nebo „černý“ pu-erh – řízená oxidace jako nezbytná pro proces „urychlení stárnutí“ |
* Výraz „Žádná oxidace“ by měl být chápán jako „Téměř žádná oxidace“. Toto je poznámka od překladatelů.
Biopolymery
Obecná informace
Existují dva hlavní typy biopolymerů: polymery pocházející z živých organismů a polymery pocházející z obnovitelných zdrojů, které však vyžadují polymeraci. Oba typy se používají pro výrobu bioplastů. Biopolymery přítomné v živých organismech nebo vytvořené živými organismy obsahují sacharidy a proteiny (bílkoviny). Lze je využít při výrobě plastů pro komerční účely. Příklady:
Biopolymery existující / vytvořené v živých organismech
Biopolymer | Přírodní zdroj | Charakteristický |
| Polyestery | Bakterie | Tyto polyestery jsou vyrobeny přirozenými chemickými reakcemi produkovanými určitými typy bakterií. |
| Škrob | Obilí, brambory, pšenice atd. | Takový polymer je jedním ze způsobů ukládání uhlovodíků v rostlinných tkáních. Skládá se z glukózy. V živočišných tkáních chybí. |
| Celulóza | Dřevo, bavlna, obilí, pšenice atd. | Tento polymer se skládá z glukózy. Je hlavní složkou buněčné membrány. |
| Sojový protein | Sójové boby | Protein nalezený v rostlinách sóji. |
Molekuly z obnovitelných přírodních zdrojů lze polymerovat pro použití při výrobě biologicky rozložitelných plastů.
Jí přírodní zdroje polymerované do plastů
Biopolymer | Přírodní zdroj | Charakteristický |
| Kyselina mléčná | Řepa, obilí, brambory atd. | Vyrábí se fermentací surovin obsahujících cukr, jako je řepa, a zpracováním škrobu z obilovin, brambor nebo jiných zdrojů škrobu. Polymerizován k výrobě kyseliny polymléčné, polymeru používaného v průmyslu plastů. |
| triglyceridy | Rostlinné oleje | Tvoří většinu lipidů, které tvoří všechny rostlinné a živočišné buňky. Rostlinné oleje jsou jedním z možných zdrojů triglyceridů, které lze polymerovat na plasty. |
K výrobě plastových materiálů z rostlin se používají dvě metody. První metoda je založena na fermentaci, zatímco druhá využívá k výrobě plastu samotnou rostlinu.
Kvašení
Fermentační proces využívá mikroorganismy k rozkladu organické hmoty v nepřítomnosti kyslíku. Moderní konvenční procesy využívají geneticky upravené mikroorganismy speciálně navržené pro podmínky, za kterých probíhá fermentace, a látku, kterou mikroorganismus degraduje. V současné době existují dva přístupy k vytváření biopolymerů a bioplastů:
- Bakteriální polyesterová fermentace: Fermentace zahrnuje bakterie ralstonia eutropha, které využívají cukry sklizených rostlin, jako jsou zrna, k krmení vlastních buněčných procesů. Vedlejším produktem těchto procesů je polyesterový biopolymer, který je následně extrahován z bakteriálních buněk.
- Fermentace kyseliny mléčné: Kyselina mléčná se vyrábí fermentační metodou z cukru, podobně jako proces používaný pro přímou výrobu polyesterových polymerů pomocí bakterií. Při tomto fermentačním procesu je však vedlejším produktem kyselina mléčná, která se následně zpracovává konvenčním polymeračním procesem na kyselinu polymléčnou (PLA).
Plasty z rostlin
Závody mají velký potenciál stát se továrnami na plasty. Tento potenciál lze maximalizovat pomocí genomiky. Výsledné geny lze zavést do zrna pomocí technologií, které umožňují vývoj nových plastových materiálů s unikátními vlastnostmi. Toto genetické inženýrství dalo vědcům příležitost vytvořit rostlinu Arabidopsis thaliana. Obsahuje enzymy, které bakterie používají k výrobě plastů. Bakterie vytváří plast přeměnou slunečního záření na energii. Vědci přenesli gen kódující tento enzym do rostliny, což umožnilo produkci plastů v buněčných procesech rostliny. Po sklizni se plast z rostliny uvolní pomocí rozpouštědla. Výsledná kapalina se destiluje, aby se oddělilo rozpouštědlo od výsledného plastu.
Trh s biopolymery
Překlenutí mezery mezi syntetickými polymery a biopolymery
Asi 99 % všech plastů se vyrábí nebo získává z hlavních neobnovitelných zdrojů energie, včetně zemního plynu, nafty, ropy, uhlí, které se používají při výrobě plastů a jako suroviny a zdroje energie. Zemědělské materiály byly kdysi považovány za alternativní surovinu pro výrobu plastů, ale více než deset let zaostávaly za očekáváním vývojářů. Hlavní překážkou pro použití plastů na bázi zemědělských surovin se stala jejich cena a omezená funkčnost (citlivost škrobových produktů na vlhkost, křehkost polyoxybutyrátu) a také nedostatek flexibility při výrobě specializovaných plastových materiálů.
Předpokládané emise CO2
Kombinace různých faktorů, prudce rostoucí ceny ropy, rostoucí celosvětový zájem o obnovitelné zdroje, rostoucí obavy z emisí skleníkových plynů a zvláštní zaměření na likvidaci odpadu oživily zájem o biopolymery a účinné způsoby jejich výroby. Nové technologie pěstitelských a zpracovatelských závodů pomáhají snižovat rozdíl v nákladech mezi bioplasty a syntetickými plasty a také zlepšovat vlastnosti materiálů (např. Biomer vyvíjí formy PHB (polyhydroxybutyrát) se zvýšenou pevností taveniny pro extrudovanou fólii). Rostoucí obavy o životní prostředí a pobídky na legislativní úrovni, zejména v Evropské unii, vyvolaly zájem o biologicky rozložitelné plasty. Implementace principů Kjótského protokolu vyžaduje rovněž věnovat zvláštní pozornost komparativní účinnosti biopolymerů a syntetických materiálů z hlediska nákladů na energii a emisí CO2. (V souladu s Kjótským protokolem se Evropské společenství zavazuje na období 2008-2012 snížit vypouštění skleníkových plynů do atmosféry ve srovnání s úrovní roku 1990 o 8 % a Japonsko se zavazuje tyto emise snížit o 6 %).
Odhaduje se, že plasty na bázi škrobu mohou ušetřit 0,8 až 3,2 tuny CO2 na tunu ve srovnání s tunou plastů pocházejících z fosilních paliv, přičemž toto rozmezí odráží podíl kopolymerů na bázi ropy používaných v plastech. U alternativních plastů na bázi ropných zrn se úspory ekvivalentu CO2 skleníkových plynů odhadují na 1,5 tuny na tunu polyolu vyrobeného z řepkového oleje.
Světový trh s biololymery
Očekává se, že během příštích deseti let bude rychlý růst celosvětového trhu s plasty v posledních padesáti letech pokračovat. Podle prognóz se dnešní spotřeba plastů na hlavu ve světě v roce 2010 zvýší z 24,5 kg na 37 kg. Tento růst je primárně určován Spojenými státy, západní Evropou a Japonskem, nicméně aktivní účast zemí jihovýchodní a východní Očekává se Evropa, Asie a Indie, které by ve stanoveném období měly tvořit asi 40 % světového trhu se spotřebou plastů. Očekává se také, že celosvětová spotřeba plastů vzroste ze současných 180 milionů tun na 258 milionů tun v roce 2010, přičemž všechny kategorie polymerů procházejí výrazným růstem, protože plasty nadále vytlačují tradiční materiály, jako je ocel, dřevo a sklo. Podle některých odborných odhadů budou v tomto období bioplasty schopny pevně obsadit 1,5 % až 4,8 % celkového trhu s plasty, což v kvantitativním vyjádření bude činit 4 až 12,5 milionů tun, v závislosti na technologické úrovni vývoje a výzkumu. v oblasti nových bioplastů.polymery. Podle vedení Toyoty budou do roku 2020 pětinu celosvětového trhu s plasty zabírat bioplasty, což je v přepočtu 30 milionů tun.
Marketingové strategie biopolymerů
Vyvinout, zdokonalit a aplikovat efektivní marketingovou strategii je nejdůležitějším krokem pro každou společnost, která plánuje významnou investici do biopolymerů. Navzdory zaručenému rozvoji a růstu biopolymerního průmyslu existují určité faktory, které nelze ignorovat. Následující otázky určují marketingové strategie biopolymerů, jejich výrobu a výzkumné aktivity v této oblasti:
- Výběr segmentu trhu (obal, zemědělství, automobilový průmysl, stavebnictví, cílové trhy). Vylepšené technologie zpracování biopolymerů poskytují účinnější kontrolu makromolekulárních struktur, což umožňuje novým generacím „spotřebitelských“ polymerů konkurovat dražším „speciálním“ polymerům. Navíc s dostupností nových katalyzátorů a zlepšenou kontrolou polymeračního procesu se objevuje nová generace specializovaných polymerů, navržených pro funkční a strukturální účely a vytvářející nové trhy. Příklady zahrnují aplikace biomedicínských implantátů ve stomatologii a chirurgii, které se rychle zrychlují.
- Základní technologie: fermentační technologie, rostlinná výroba, molekulární věda, výroba surovin pro suroviny, zdroje energie nebo obojí, využití geneticky modifikovaných nebo nemodifikovaných organismů v procesu fermentace a produkce biomasy.
- Míra podpory ze strany vládní politiky a právního prostředí obecně: Recyklované plasty do určité míry konkurují biologicky odbouratelným polymerům. Vládní nařízení a zákony týkající se životního prostředí a recyklace mohou mít pozitivní dopad na zvýšení prodeje plastů pro různé polymery. Plnění závazků Kjótského protokolu pravděpodobně zvýší poptávku po určitých biologických materiálech.
- Rozvoj dodavatelského řetězce ve fragmentovaném průmyslu biopolymerů a komerční přínosy úspor z rozsahu oproti zlepšení vlastností produktů, které lze prodávat za vyšší ceny.
Biologicky odbouratelné a neropné polymery
Plasty s nízkým dopadem na životní prostředí
Na trhu existují tři skupiny biologicky odbouratelných polymerů. Jedná se o PHA (fytohemaglutinin) nebo PHB, polylaktidy (PLA) a polymery na bázi škrobu. Další materiály, které mají komerční využití v oblasti biodegradovatelných plastů, jsou lignin, celulóza, polyvinylalkohol, poly-e-kaprolakton. Existuje mnoho výrobců, kteří vyrábějí směsi biologicky odbouratelných materiálů, ať už za účelem zlepšení vlastností těchto materiálů nebo snížení výrobních nákladů.
Pro zlepšení technologických parametrů a zvýšení rázové houževnatosti se PHB a jeho kopolymery mísí s řadou polymerů s různými vlastnostmi: biodegradovatelné nebo nedegradovatelné, amorfní nebo krystalické s různými teplotami taveniny a skelného přechodu. Směsi se také používají ke zlepšení vlastností PLA. Konvenční PLA se chová v podstatě stejně jako polystyren, vykazuje křehkost a nízké prodloužení při přetržení. Ale například přidání 10-15% Eastar Bio, biologicky odbouratelného oleje na bázi polyesteru vyráběného společností Novamont (dříve Eastman Chemical), výrazně zvyšuje viskozitu a tím i modul v ohybu a také houževnatost. Pro zlepšení biologické rozložitelnosti při současném snížení nákladů a zachování zdrojů je možné smíchat polymerní materiály s přírodními produkty, jako jsou škroby. Škrob je semikrystalický polymer sestávající z amylázy a amylopektinu s různými poměry v závislosti na rostlinném materiálu. Škrob je rozpustný ve vodě a použití kompatibilizátorů může být rozhodující pro úspěšné smíchání tohoto materiálu s hydrofobními polymery, které jsou jinak nekompatibilní.
Srovnání vlastností bioplastů s tradičními plasty
Srovnání PLA a plastů na bázi škrobu s tradičními plasty na ropné bázi |
||||||
| Vlastnosti (jednotky) | LDPE | PP | CHKO | CHKO | Škrobový základ | Škrobový základ |
| Specifická hmotnost (g / cm 2) | <0.920 | 0.910 | 1.25 | 1.21 | 1.33 | 1.12 |
| Pevnost v tahu (MPa) | 10 | 30 | 53 | 48 | 26 | 30 |
| Mez kluzu v tahu (MPa) | - | 30 | 60 | - | 12 | |
| Modul pevnosti v tahu (GPa) | 0.32 | 1.51 | 3.5 | - | 2.1-2.5 | 0.371 |
| Prodloužení v tahu (%) | 400 | 150 | 6.0 | 2.5 | 27 | 886 |
| Vrubová síla Izod (J / m) | Bez přestávky | 4 | 0.33 | 0.16 | - | - |
| Modul pružnosti v ohybu (GPa) | 0.2 | 1.5 | 3.8 | 1.7 | 0.18 | |
Vlastnosti PHB oproti tradičním plastům
Vlastnosti biomeru PHB versus PP, PS a PE |
|||
| Pevnost v tahu | Prodloužení při přetržení Shore A | Modul | |
| Biomer P226 | 18 | - | 730 |
| 15-20 | 600 | 150-450 | |
| Biomer L9000 | 70 | 2.5 | 3600 |
| PS | 30-50 | 2-4 | 3100-3500 |
Pokud jde o srovnatelné náklady, stávající plasty na bázi ropy jsou levnější než bioplasty. Například průmyslový a lékařský vysokohustotní polyethylen (HDPE), který se také používá v balení a spotřebním zboží, se pohybuje od 0,65 do 0,75 USD za libru. Cena nízkohustotního polyethylenu (LDPE) je 0,75-0,85 $ za libru. Polystyren (PS) se pohybuje od 0,65 do 0,85 USD za libru, polypropyleny (PP) v průměru 0,75-0,95 USD za libru a polyethylentereftaláty (PET) se pohybují od 0,90 do 1,25 USD za libru. Ve srovnání s nimi se polylaktidové plasty (PLA) pohybují v rozmezí 1,75-3,75 $ za lb, polykaprolaktony (PCL), odvozené ze škrobu, 2,75-3,50 $ za lb, polyoxybutyráty (PHB) - 4,75-7,50 $ za libru. V současnosti, vzhledem ke srovnatelným celkovým cenám, jsou bioplasty 2,5 až 7,5krát dražší než tradiční běžné plasty na bázi ropy. Ještě před pěti lety však byly jejich náklady 35–100krát vyšší než u stávajících neobnovitelných ekvivalentů na bázi fosilních paliv.
Polylaktid (PLA)
PLA je biologicky odbouratelný termoplast vyrobený z kyseliny mléčné. Je voděodolný, ale nemůže odolat vysokým teplotám (> 55 °C). Protože je nerozpustný ve vodě, mohou ho mikroby v mořském prostředí také rozložit na CO2 a vodu. Plast je podobný čistému polystyrenu, má dobré estetické vlastnosti (lesk a průhlednost), ale je příliš houževnatý a křehký a pro většinu praktických aplikací potřebuje úpravu (tj. jeho elasticitu zvyšují změkčovadla). Jako většinu termoplastů lze zpracovávat na vlákna, za tepla tvarované nebo vstřikované fólie.
Polylaktidová struktura
Během výrobního procesu se zrno obvykle nejprve mele, aby vznikl škrob. Poté se zpracováním škrobu získá surová dextróza, která se při fermentaci přemění na kyselinu mléčnou. Kyselina mléčná se koncentruje za vzniku laktidu, cyklického intermediárního dimeru, který se používá jako monomer pro biopolymery. Laktid se čistí vakuovou destilací. Poté se v procesu taveniny bez rozpouštědla otevře kruhová struktura pro polymeraci - tak se získá polymer kyseliny polymléčné.
Modul v tahu
Vrubová síla Izod
Modul pevnosti v ohybu
Prodloužení v tahu
NatureWorks, dceřiná společnost Cargill, největší soukromě vlastněné společnosti ve Spojených státech, vyrábí polylaktidový polymer (PLA) z obnovitelných zdrojů pomocí proprietární technologie. Výsledkem 10 let výzkumu a vývoje v NatureWorks a investice ve výši 750 milionů, byl v roce 2002 založen společný podnik Cargill Dow (nyní plně vlastněná dceřiná společnost NatureWorks LLC) s roční produkcí 140 000 tun. Polylaktidy získané z obilnin prodávané pod ochrannými známkami NatureWorks PLA a Ingeo se primárně používají v termobalení, extrudovaných fóliích a vláknech. Společnost také rozvíjí technické možnosti vstřikovacích produktů.
PLA kompostér
PLA, stejně jako PET, vyžaduje sušení. Technologie zpracování je podobná jako u LDPE. Recyklované materiály lze repolymerovat nebo rozemlít a znovu použít. Materiál se hodí k úplné biochemické degradaci. Původně se používal při formování termoplastických fólií, výrobě fólií a vláken, dnes se tento materiál používá také pro vyfukování. Stejně jako PET, plast na bázi zrna umožňuje řadu různých a složitých tvarů lahví všech velikostí a používá ho společnost Biota k roztahování vyfukovaných lahví s pramenitou vodou. nejvyšší kvalita... Jednovrstvé láhve NatureWorks PLA se lisují na stejném zařízení pro vstřikování/vyfukování, jaké se používá pro PET, aniž by došlo ke snížení produktivity. Přestože je bariérový výkon NatureWorks PLA nižší než PET, může konkurovat polypropylenu. Kromě toho SIG Corpoplast v současné době vyvíjí svou technologii povlaků "Plasmax" pro tyto alternativní materiály, aby zvýšila svou bariérovou účinnost a rozšířila tak své spektrum aplikací. Materiály NatureWorks postrádají tepelnou odolnost běžných plastů. Začínají ztrácet tvar již kolem 40 °C, ale dodavatel výrazně postupuje ve vývoji nových jakostí, které jsou tepelně odolné vůči plastům na ropné bázi, a tak získávají nové využití v obalech horkých potravin a nápojů prodávaných s sebou nebo potravin. ohřátý v mikrovlnné troubě.
Plasty, které snižují závislost na ropě
Zvýšený zájem o snížení závislosti výroby polymerů na ropných zdrojích také pohání vývoj nových polymerů nebo formulací. Vzhledem k rostoucí potřebě snížit závislost na ropných produktech je zvláštní pozornost věnována významu maximalizace využití obnovitelných zdrojů jako zdroje surovin. Příkladem je použití sójových bobů pro výrobu polyolu na bio bázi Soyol jako hlavní suroviny pro polyuretan.
Plastikářský průmysl používá každý rok několik miliard liber plniv a zvýrazňovačů. Zlepšená technologie formulace a nová pojiva pro zvýšení obsahu vláken a plniva jsou hnací silou zvýšeného používání těchto přísad. V blízké budoucnosti se může úroveň zatížení vláken 75 dílů na sto stát běžnou praxí. To bude mít obrovský dopad na snížení používání plastů na bázi ropy. Nová technologie vysoce plněných kompozitů vykazuje některé velmi zajímavé vlastnosti. Studie 85% kenaf-termoplastického kompozitu ukázaly, že jeho vlastnosti, jako je modul pružnosti v ohybu a pevnost, jsou lepší než většina typů dřevěných částic, dřevotřískové desky s nízkou a střední hustotou a v některých aplikacích mohou dokonce konkurovat deskám z orientovaných třísek.
Jednou z fází přípravy nejběžnějšího nápoje je fermentace čaje. Typ získaného čaje, jeho chuťové vlastnosti a užitečné vlastnosti závisí na stupni fermentace. Jedná se o poměrně složitý chemický proces, který zajišťuje převážnou část přeměny, ke které dochází u čajových lístků po sklizni.
Co je fermentace
Fermentace je třetí fází zpracování čajových lístků po vysušení a svinutí. V důsledku kroucení se narušují buňky listů, začnou se uvolňovat specifické čajové enzymy a polyfenoly. V procesu jejich oxidace vznikají theaflaviny a thearubiginy, které dodávají čajovému nálevu obvyklý červenohnědý odstín.
Zjednodušeně lze tento proces vysvětlit následovně: v důsledku zničení listových buněk se uvolňuje jejich šťáva. Za vhodných teplotních podmínek začne fermentovat, fermentace čajového listu probíhá ve vlastní šťávě.
Změnou doby trvání procesu fermentace čaje a stupněm pražení listů můžete získat různé odrůdy tohoto nápoje. Obvykle se dělí do několika skupin:
- nefermentovaný čaj;
- snadno fermentovatelné;
- středně fermentovaný čaj;
- plně fermentovaný čaj.
Fermentační proces
Připravené listy se umístí do tmavých místností se stabilní teplotou vzduchu 15 až 29 stupňů a vysokou vlhkostí (asi 90 %). Tyto podmínky jsou považovány za ideální pro zahájení fermentace, i když je velmi obtížné je získat v místech, kde se čaj pěstuje.
Pro zahájení fermentace se čajové lístky položí na speciálně upravené dřevěné nebo hliníkové povrchy, které nereagují s čajovými fenoly, ve vrstvě ne silnější než 10 cm.
Doba trvání procesu je určena požadovaným výsledkem a některými dalšími ukazateli:
- Teplota listu po válcování.
- Vlhkost listů po uschnutí.
- Úroveň vlhkosti v místnosti, kde probíhá fermentace.
- Kvalita jeho ventilace.
Typicky může tento proces trvat od 45 minut do 5 hodin, během kterých listy ztmavnou a změní aroma. Fermentace se zastaví ihned poté, co listy získají charakteristickou čajovou vůni, od květinové nebo ovocné až po ořechovou, kořenitou.
Při průmyslové fermentaci je čajový list rozprostřen na dopravníku, který se pomalu pohybuje do sušičky a vstupuje do ní v nastavený čas. Manuální metoda vyžaduje samostatného specialistu, který bude proces řídit a kontrolovat stupeň „připravenosti“ čaje, aby jej včas zastavil.
Jak zastavit proces fermentace
Jediný způsob, jak zastavit fermentaci listů, je sušit je při vysoké teplotě. Pokud se fermentace nezastaví včas, proces fermentace bude pokračovat, dokud listy nezahnívají a nezplesniví.
Sušení vyžaduje také zvláštní péči, protože nedokončený čaj se může po zabalení rychle znehodnotit. Pokud je čaj přesušený, zuhelnatí a získá nepříjemnou spálenou pachuť. Dokonale vysušený čaj obsahuje pouze 2-5% vlhkosti.
Zpočátku se listy sušily ve velkých pekáčích nebo pánvích na otevřeném ohni, což znamená, že se fermentovaný čaj opékal. Za těchto podmínek bylo obtížné dosáhnout správného stupně suchosti.
Od konce 19. století se k těmto účelům používají pece, které poskytují vysokou teplotu sušení - až 120-150 stupňů Celsia, čímž se jeho doba zkracuje na 15-20 minut. Pece jsou také vybaveny foukáním vzduchu, což také zlepšuje kvalitu procesu.
Během procesu sušení jsou listy ovlivňovány prouděním horkého vzduchu, jimi vydávaná šťáva a éterické oleje se jakoby „vypékají“ na povrch každého čajového lístku, čímž získávají schopnost zachovat si své blahodárné vlastnosti pro poměrně dlouhé období. Samozřejmě za předpokladu správného uložení. Extrahování těchto prospěšných vlastností je docela jednoduché – stačí listy spařit horkou vodou.
Důležité! Jednou z hlavních podmínek správného sušení je rychlé ochlazení hotové suroviny. Pokud tak neučiníte, mohou listy na plechu „zhnědnout“ i po vyjmutí z trouby nebo začít doutnat.
Vlastnosti fermentace různých druhů čaje
Většina známých indických nebo čínských čajů se vyrábí z listů stejné rostliny, Camellia Sinensis. Různé barvy a příchutě poskytuje stupeň fermentace a pražení. Každý druh čaje má určitá doporučení pro vaření (zejména ohledně teploty vody):
Splnění těchto požadavků umožňuje, aby se chuťové a aromatické vlastnosti každého druhu čaje naplno rozvinuly.
Nefermentovaný nebo lehce fermentovaný čaj
Čaje této skupiny při své výrobě vynechávají fázi fermentace, což jim umožňuje zachovat si původní bylinkovou vůni a svěží zelenou chuť.
Do této kategorie patří bílé čaje, které se suší ihned po zvadnutí, a zelené, které se po zvadnutí částečně suší, poté se lístky srolují a suší se úplně.
Většina těchto čajů je sušena pražením listů, i když některé jsou dušené.
Odrůdy čaje patřící do této kategorie:
- Sencha;
- Pi Lo Chu;
- Dračí zeď;
- Jasmínově zelená.
Jasmín se zpravidla používá k dochucení těch čajů, které prošly nejslabší fermentací.
Středně fermentovaný čaj
Listy těchto odrůd jsou částečně fermentované - od 10 do 80%. Vzhledem k tomu, že tato pomazánka je poměrně velká, v rámci této kategorie existuje další klasifikace, která sjednocuje čajové odrůdy podle oxidačního stavu od 10 % do 20 %, od 20 % do 50 % a od 50 % do 80 %.
V každém případě všechny odrůdy tohoto typu čaje při vaření dávají hustou žlutou nebo hnědou barvu a mají bohaté, ale jemné aroma. Patří sem některé zelené čaje a většina oolongů.
Plně fermentovaný čaj
Tato kategorie zahrnuje černé a červené čínské čaje, které byly plně fermentovány. Při vaření tvoří jejich listy nálev husté rubínové, červené nebo tmavě hnědé barvy s bohatým, hustým aroma.
Postfermentovaný čaj
Některé čaje procházejí tzv. dvojitou fermentací: v určitém okamžiku je tento proces přerušen a následně obnoven. Pu-erh je považován za klasický příklad takového zpracování.
Fermentace doma
Navzdory skutečnosti, že fermentace čaje je složitý chemický proces, je docela možné ji provést doma tím, že si uvaříte vlastní čaj, například z listů ohnivého nebo rybízu.
Proces domácí fermentace se až na objemy surovin příliš neliší od toho průmyslového. Hlavní kroky pro vytvoření vlastního čaje:
- Sběr surovin (listy a květy vrbového čaje, rybíz, maliny);
- Jeho příprava (suroviny se dají krájet, kroutit, hnět rukama, sekat, válet dřevěným válečkem. Hlavním cílem je zničit strukturu pro extrakci šťávy).
- Kvašení.
- Sušení.
- Balík.
Aby se zabránilo kvašení suroviny, je pravidelně promíchávána a tkanina je navlhčena. Po ukončení fermentace se zelený čaj suší přirozeně na tmavém místě. U černé je potřeba aktivní sušení v sušárně za stálého míchání.
Fermentace je hlavním krokem při výrobě čaje, který určuje jeho budoucí chuť a vůni. Získání požadovaného výsledku vyžaduje velkou pozornost a pečlivé dodržování postupu, ale zároveň lze fermentaci lístků na čaj provádět i doma.
Fermentace čaje na příkladu oolongu:
Všechny materiály na webu jsou prezentovány pouze pro informační účely. Před použitím jakýchkoli prostředků je POVINNÁ konzultace s lékařem!
Fermentace je proces biochemického, velmi často bezkyslíkového rozkladu organické sloučeniny procházející za účasti enzymů (enzymů). Konečnými produkty tohoto procesu jsou jednodušší organické a anorganické sloučeniny a také energie. Fermentace je proces podobný dýchání; na něm je založen např. metabolismus bakterií, je hlavním prostředkem k získávání energie potřebné pro život v bakteriích a různých houbách přizpůsobených k životu bez kyslíku. Fermentace je druh fermentace, při které jsou enzymy produkovány výhradně mikroorganismy.
Fermentační odrůdy.
Mikroorganismy mohou fermentovat mnoho různých sloučenin, včetně cukrů, mastných kyselin a aminokyselin, v každém případě trochu jiným způsobem. Nejběžnější je fermentace cukrů. V důsledku fermentace vznikají různé produkty - například alkoholy nebo kyselina mléčná - proto se izoluje zejména alkoholová, octová, máselná a mléčná fermentace.
jak se to stane?
V důsledku kvašení cukrů se jednoduché (glukóza, fruktóza) nebo složené (maltóza, sacharóza, laktóza) cukry rozkládají na ethylalkohol a oxid uhelnatý. Proces probíhá za účasti kvasinek, přesněji zymázy (skupina enzymů vylučovaných kvasinkami). Kromě alkoholového kvašení je velmi časté mléčné kvašení, v jehož důsledku vzniká kyselina mléčná. Při octové fermentaci zase dochází k oxidaci alkoholů na kyselinu octovou, ale nepodílejí se na tom kvasinky, ale speciální bakterie (z čeledi Acetobacter). V procesu fermentace vznikají další produkty, ale ve všech případech se uvolňuje energie.
Využití fermentace a fermentace.
Fenomén fermentace je široce používán v potravinářském, vinařském, pivovarském a alkoholovém průmyslu. K výrobě vína se používá kvašení vína – tedy kvašení cukrů, které se nacházejí v hroznech a jiném ovoci. Fermentační vlastnosti droždí našly uplatnění při pečení, protože oxid uhličitý (oxid uhličitý), který produkují, způsobuje, že těsto „vykyne“. Při výrobě octa se používá octové kvašení. V přírodě je rozšířená fermentace bílkovin, která podporuje rozklad organických zbytků; fermentace kyseliny máselné se v průmyslu používá k výrobě kyseliny máselné. Mléčné kvašení se využívá např. k výrobě mléčných produktů a kvašení zeleniny. Kromě toho se kyselina mléčná používá v koželužském a barvířském průmyslu.
Víš, že:
- Díky mléčnému kvašení máme kefír.
- Biologové považují fermentaci za nejstarší typ metabolismu (metabolismu). Pravděpodobně právě tímto procesem přijímaly energii první organismy – vždyť v té době v zemské atmosféře ještě nebyl kyslík.
- Nakládané okurky jsou také produktem fermentačních procesů.
- Při práci svalů procházejí i fermentačním procesem – rozkladem glukózy s uvolňováním energie, v jejímž mezistupni vzniká kyselina mléčná. Při nedostatku kyslíku se kyselina mléčná nerozkládá, ale hromadí se ve svalech, dráždí nervová zakončení a způsobuje pocit únavy.
- Fenomén alkoholového kvašení se využívá v potravinářském průmyslu. K výrobě vína se používají zkvašené hrozny (nebo jiné bobule a ovoce).
