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什么是发酵?

作者:陈杰来源:普洱杂志 时间:2019-12-20 15:25阅读:0

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现代科学对发酵的定义是:通过微生物(或动植物细胞)的生长培养和化学变化,大量产生和积累专门的代谢产物的反应过程。

 
什么是发酵?
 
发酵作为一种现象,虽然早已被人们所认识和掌握。但在过去一直存在只知道发酵方法而不懂得其原理,对它真正的科学解释却是近200年来的事。19世纪法国生物学家巴斯葛(Louis Pasteur)成功的发现发酵作用的原理。

他在微生物研究中发现,空气中散播着无数菌类,其中有一种酵母菌,若落在适宜的环境中,便会进行缺氧呼吸,把糖分解后,使之产生二氧化碳及酒精。这种菌若落在面团中,二氧化碳气体会使面团发胀,从而制成松软的面包。

这项发现为面包制造业揭开了古埃及留传下来的神秘之谜。现代烘焙教科书将面包定义为:面包是一种经过发酵的烘焙食品。它是以小麦粉、酵母、盐和水为基本原料,添加适量的糖、油脂、乳品、鸡蛋、果料、添加剂等,经过搅拌、发酵、成型、醒发、烘焙而制成的组织松软的方便食品。

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英语中发酵一词fermentation是从拉丁语fervere派生而来的,原意为“翻腾”。它描述酵母作用于果汁或麦芽浸出液时的现象。沸腾现象是由浸出液中的糖在缺氧条件下降解而产生的二氧化碳所引起的。过去,科学家们习惯将酵母的无氧呼吸过程称作发酵。

 
我们现在所指的发酵,与早先的概念也有不同。发酵是生命体所进行的化学反应和生理变化,是多种多样的生物化学反应根据生命体本身所具有的遗传信息去不断分解合成,以取得能量来维持生命活动的过程。

从这个意义上理解,发酵产物是指在反应过程当中或反应到达终点时所产生的能够调节代谢使之达到平衡的物质。实际上,发酵也是呼吸作用的一种,只不过呼吸作用最终生成二氧化碳和水,而发酵最终是获得各种不同的代谢产物。
 
因而,现代科学对发酵的定义是:通过微生物(或动植物细胞)的生长培养和化学变化,大量产生和积累专门的代谢产物的反应过程。

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如何理解呢?

 
我们知道,有机物被生物体氧化降解成氧化产物并释放能量的过程统称为生物氧化。微生物生理学把生物氧化区分为呼吸和发酵,呼吸又可进一步区分为有氧呼吸和无氧呼吸。因此,发酵是生物氧化的一种方式。
 
发酵过程中的生物氧化方式是在没有外源最终电子受体的条件下,化能异养型微生物细胞对能源有机化合物的氧化与内源的(已经经过该细胞代谢的)有机化合物的还原相耦合,一般并不发生经包含细胞色素等的电子传递链上的电子传递和电子传递磷酸化,而是通过底物(激酶的底物)水平磷酸化来获得代谢能腺嘌呤核苷三磷酸(ATP);能源有机化合物释放的电子的一级电子载体烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD),以NADH的形式直接将电子交给内源的有机电子受体而再生成NAD,同时将后者还原成发酵产物(不完全氧化的产物)。
 
细胞中的NAD是有限的,如果作为一级电子载体的辅酶NAD不能得到再生,就不能被回用,有效的电子载体就会愈来愈少,脱氢反应就不能持续进行下去了。因此辅酶NAD的再生是生物氧化(包括发酵)继续进行下去的必要条件。
 
因此,更简单的解释就是——发酵是将复杂的有机化合物在微生物的作用下分解成比较简单的物质的过程。


 

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