Промышленная ферментация – это способ получения полезных для человека продуктов за счет ферментации микроорганизмов. Ферментированные продукты можно производить в пищевой и других отраслях промышленности. Одним из наиболее распространенных примеров использования ферментации в промышленности является производство алкогольных напитков и молочных продуктов. Этот тип преобразования энергии относится к анаэробным. По сравнению с аэробным преобразованием энергии оно менее продуктивно, хотя и весьма полезно для отдельных микроорганизмов.

Термин «ферментация» обычно применяется к процессам, в которых используются органические молекулы для регенерации НАДН в НАД+ (Open Stax College, 2013). Этот способ преобразования энергии относится к анаэробным и широко применяется при производстве продуктов питания и напитков.

Одной из наиболее типичных отраслей промышленности, в которых применяется ферментация, является производство молочных продуктов. Так, например, молоко, содержащее большое количество витаминов и минералов, можно использовать для производства других продуктов с помощью процесса брожения. Дело в том, что в молоке содержится много дисахарида лактозы или так называемого «молочного сахара». Этот продукт подвергается естественному скисанию, которое происходит потому, что в результате ферментации лактозы образуется молочная кислота, которая и провоцирует скисание. Соответствующее накопление снижает pH молока и приводит к свертыванию и свертыванию казеина. Есть два выхода этого свертывания: творог и сыворотка. Первый представляет собой большой комок казеина и белков. Последний представляет собой желтую жидкость, которая остается после свертывания казеина. Таким образом, бактерии получают необходимые питательные вещества из молока, оно сворачивается, и люди используют эту продукцию для изготовления других молочных продуктов, таких как сыр, масло, сметана и т. д.

Принципиальное отличие ферментации от аэробного дыхания состоит в том, что конечным акцептором электронов во втором случае является молекула кислорода. Другими словами, аэробное дыхание производит АТФ, используя энергию, переносимую НАДН в цепь переноса электронов. Между тем, в случае ферментации конечным акцептором электронов является органический модуль (Open Stax College, 2013). Оба процесса имеют свои преимущества и недостатки.

Прежде всего, хотя оба процесса направлены на производство энергии, аэробное дыхание генерирует больше молекул АТФ, чем анаэробное брожение. Предполагается, что глюкоза способна генерировать десятки молекул АТФ в процессе аэробного дыхания и лишь пару молекул АТФ во время ферментации (Open Stax College, 2013).

Побочные продукты этих двух методов также различны. Таким образом, побочным продуктом аэробного дыхания является вода и углекислый газ, а ферментация приводит к образованию молочной кислоты.

Одно из ключевых преимуществ процесса ферментации заключается в том, что в ходе этого процесса выделяется газ. Его продукция обычно используется в качестве индикатора ферментации определенных углеводов. Следовательно, различные микроорганизмы используют ферментацию, чтобы обеспечить постоянное снабжение НАД+ на последнем этапе энергетического цикла. Без ферментации этот этап не может быть завершен, и АТФ не будет вырабатываться (Open Stax College, 2013).

Следовательно, польза от того или иного способа преобразования энергии зависит от характера конкретного микроорганизма. Таким образом, некоторые организмы могут успешно использовать оба метода – в зависимости от количества доступного кислорода они могут легко перейти от аэробного дыхания к ферментации. Между тем, существуют отдельные прокариоты, как, например, бактерии Clostridia, которые могут использовать только ферментацию. Поскольку эти микроорганизмы живут и растут без кислорода, последний служит для них ядом.

Список литературы

Открытый колледж Стакс. (2013). Концепции биологии. Хьюстон, Техас: Университет Райса.