Fermentació làctica
.jpg)
La fermentació làctica és un procés biològic en el que sucres (com la glucosa, galactosa, lactosa i fructosa) es transformen en àcit làctic. És una ruta metabòlica anaeròbica que ocorre en la matriu citoplásmica de la cèlula, en la qual es fermenta el sucre (es oxida)[2]per a obtindre energia metabòlica i produint principalment àcit làctic com a rebuig,[3]ya siga purament (fermentació homoláctica) o junt a atres àcit (fermentació heteroláctica). [4] La presència d'àcit làctic en els aliments, aixina com l'absència dels sucres que consumix, provoca la desactivació dels processos de descomposició, i per lo tant la fermentació làctica és tradicionalment amprada com un método de conservació d'aliments. Les bactèrias capaces de promoure este procés biològic es denominen bactèries làctiques.[5]
La fermentació làctica també es verifica en el teixit muscular quan, a causa d'una intensa activitat motora anaeròbica, no es produïx una aportació adequada d'oxigen que permeta el desenroll de la respiració aeròbica. Quan l'àcit làctic s'acumula en les cèlules musculars produïx síntomes associats en la fatiga muscular. Algunes cèlulas, com són els eritrocits, carixen de mitocondrias de manera que es veuen obligades a obtindre energia per mig de la fermentació làctica; pel contrari, el parènquima mor ràpidament ya que no fermenta, i la seua única font d'energia és la respiració aeròbica.
Entre els aliments que es veuen somesos este procés de fermentació làctica es troben les verdures fresques tals com la col (chucrut alemà, o el kimchi coreà), els encurtidos de verdures i hortalices (pepinillos), les olives (olives), les llet fermentades (yogurts i formages), el vi (durant el añejamiento), algunes carns embotides com el salami, els pans de massa mare i els productes succedàneus que s'elaboren sense blat o ordi (l'idli indi o el puto de Filipines), les mescles de cereal i llet (el kishk egipcíac o el trahanas grec), els yogurtés fermentats de cereals (l'ogi nigerià, o l'uji de Kènia), les verdures riques en proteïnes que són succedàneus de la carn (el tempeh indonesi), les salses i pastes produïdes per fermentació làctica de cereals i llegums (el miso japonés, la salsa de soja chinenca), les mescles de gambes i cereal (el Balao-Balao i el buron dalag de filipines).[6]
Història
[editar | editar còdic]
L'àcit làctic (conegut com a àcit 2-hidroxi-propanoico) va formar part de les primeres investigacions de la història de la química orgànica en ser una molècula de relativa senzillea: C3H6O3. Ho identifica el químic suec Carl Wilhelm Scheele en 1780 a partir de la llet agre. La seua abundància en la naturalea és deguda principalment a la freqüència del procés biològic que afecta a la llet, a la fermentació de frutas i verduras, aixina com als embotits. És precisament l'espontaneïtat d'este procés biològic el que fa pensar que la fermentació làctica haja acompanyat a l'home des de temps prehistòrics.[7] Podent existir el procés inclús en les primeres etapes de la vida en la terra. Els processos de fermentació en general han acompanyat els processos d'alimentació en l'història de la humanitat.
En occident durant el periodo de l'imperi romà es fermentaven salses de peix, existint quatre tipos: garum, liquamen, allec, i muria. El garum era una fermentació làctica a la que se li afegien carbohidrats.[8] En les cuines asiàtiques s'han amprat freqüentment les fermentació làctiques en el processat d'aliments des de temps prehistòrics. En la cuina chinenca tradicional l'ocupació dels productes làcteus fermentats, denominats "Lao" ha jugat un paper important en els pobles nómades Han del nort de China. Les fermentació làctiques han supost ser un alvanç a les tribus nómades de diverses parts de la terra, proporcionen una forma de conservar i de mantindre un aliment durant periodos de temps llarcs. En l'imperi mongol, durant el XII, sorgix el koumiss com una fermentació làctea ideal per a l'alimentació dels guerrers a cavall. S'introduïa llet de qualsevol animal en una pelleranca de cuiro, i la fermentació proporcionava un líquit que permaneixia inalterable durant semanes.
La fermentació de les cols va provocar que en l'Edat Mija els barcos mariners d'Europa del Nort disminuïren l'aparició de casos d'escorbuto. El escorbuto és una malaltia de avitaminosis provocada per una carència de vitamina C, vitamina que podria ingerir-se en la col fermentada que es podia mantindre comestible llarcs mesos en els cellers dels barcos.[9] El viager James Cook va amprar la col fermentada com a aliment en totes les seues expedicions. Prèviament l'escritor romà Columela menciona en la seua obra Re Rustica la capacitat de conservar les cols en una salmorra durant llarcs periodos de temps. El procés de fermentació no es comprenia, s'eixecutava per mig d'un ritual a certs aliments. No va ser fins a mediats de el XIX quan comença a entendre's que és un procés biològic.
Una de les primeres aplicacions industrials va ser l'ocupació de l'àcit làctic com agent blanqueante dels teixits en la primitiva indústria textil preindustrial. El químic francés Louis Joseph Gai-Lussac en colaboració en Théophile-Jules Pelouze desenrollen investigacions en remolacha fermentada en a que obté àcit làctic. En 1808, Jöns Jacob Berzelius va descobrir que es llibera àcit làctic en els músculs en realisar esforços físics intensos. En 1856 Louis Pasteur va descobrir el lactobacillus i el seu rol en la producció d'àcit làctic, la pista li va ser proporcionada pel físic Jean Baptiste Biot. Va ser a partir d'este descobriment de Pasteur quan es comença a comprendre els processos de la fermentació. L'àcit làctic comença a ser produït comercialment per la companyia alemana Boehringer Ingelheim en 1895. La producció d'àcit làctic es realisa gràcies a l'activitat d'una bactèria que es denomina bacterium lactis.[10] Estes bactèries es diferenciaven de les rents responsables de la fermentació alcohòlica del vi.
És precisament el biòlec Joseph Lister qui comença a investigar sobre les bactèries responsables de la fermentació làctica en l'objecte de comprendre el procés des d'o punt de vista biològic.[11] En 1950 una empresa japonesa va començar a produir àcit láctido de forma artificial sense mediar la fermentació. Els mecanismes de la glucólisis es coneixen des de 1940, incloent les variants finals de fermentació alcohòlica i làctica.
Consideracions generals
[editar | editar còdic]
La fermentació és produïda generalment per bactèries en absència de l'aire (entorn anaeròbic), que actuen sobre els sucres continguts en les plantes i en els seus fruts, o llavors. La fermentació làctica té la característica de produir-se igualment en els teixits animals en condicions anaeròbiques. La fermentació és un procés metabòlic en les bactèries que té com a objecte conseguir energia procedent de certes molècules: generalment sucres. L'energia obtinguda en les cèlules procedent de la fermentació s'almagasena en molècules com l'ATP (adenosín trifosfato), que es forma en trencar-se un enllace d'alta energia de la glucosa i que almagasena en els enllaços de el ATP l'energia lliberada.[4]
La fermentació anaeròbica, en tots els casos possibles, comença en una primera fase en una glucólisis que posseïx una ruta metabòlica com la ruta de Entner-Doudoroff. La glucólisis genera com a resultant piruvato (sales de l'àcit pirúvico). El piruvato obtingut pot ser degradat per distintes vies anaerobio que duen a la formació de composts característics que definixen els distints tipos de fermentació. Existixen dos tipos de fermentació làctiques, depenent del producte final:[12]
- Fermentació homoláctica- El procés fermentativo en que el seu producte final solament és àcit làctic. Tècnicament consistix en la transformació de piruvato en lactato en una sola etapa. Ocorre principalment en els teixits animals, en algunes varietats de foncs i en bactèries de l'àcit làctic dels gèneros Streptococcus, Lactococcus, Pediococcus i algunes espècies de Lactobacillus. Estes bactèries es caracterisen com homofermentadoras.
- Fermentació heteroláctica - En este tipo de fermentació es produïx àcit làctic i atres composts tals com a àcits acètic i fórmico (Bifidobacterium), diòxit de carbono i etanol (Leuconostoc). Les bactèries són heterofermentadoras.
Existixen fermentació com la maloláctica que, seguint un procés natural, l'àcit málico es convertix per degradació en àcit làctic. L'àcit málico es troba en algunes frutes, tals com les pomas, les raïms, etc. Este procés ocorre en la maduració dels vino tinto, aixina com en l'elaboració de la sidra.
Procés
[editar | editar còdic]Per cada molècula de glucosa que es oxida per mig de glucólisis dos molècules de NAD són reduïdes a NADH, i s'obtenen dos piruvatos i dos molècules de ATP. En els organismes fermentadores, donada l'impossibilitat d'utilisar el poder reductor generat en forma de NADH en la cadena transportadora d'electrons, es recorre a la reducció d'un substrat endógeno (açò és, un producte del propi metabolisme), com a forma de reciclar el NADH en NAD per a permetre que la glucólisis continue i se seguixca generant ATP.
En la fermentació làctica, el substrat endógeno utilisat és el propi piruvato producte de la glucólisis, que es reduïx a àcit làctic. l'àcit làctic, ya que otorga acidea al mig, té excelents propietats conservants dels aliments.
Glucosa (C6H12O6) + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD ___CHEM_0___ 2 Piruvato (C3H4O3) + 2 ATP + 2 NADH + 2 H+
- Reducció del piruvato a lactato:
2 Piruvato (C3H4O3) + 2 NADH + 2 H+ ___CHEM_1___ 2 Lactato (C3H6O3) + 2 NAD
La fermentació d'un mol de glucosa genera dos moles d'àcit làctic.
Lacto-bactèries
[editar | editar còdic]Les lacto-bactèries o bactèries làctiques pertanyen al grup gram positiu de bactèrias, no són capaces de respirar oxigen, incapaços de formar esporas, cocci o tubos. Carixen de citocromos i són incapaces de sintetisar porfirinas. La seua característica principal és que produïxen àcit làctic quan es troben en presència de carbohidrats. Històricament, les bactèries procedents del gènero Lactobacillus, Leuconostoc, Pediococcus i Streptococcus, al que s'afegiria Lactococcus, són les espècies considerades com a làctiques. La majoria d'elles són homo-fermentativas. Algunes atres han segut identificades, pero posseïxen un rol menor en les fermentació làctiques.
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ Erro en la cita: L'element
<ref>no és vàlit; puix no n'hi ha una referència en text nomenadaOliv - ↑ Urdiales, Blanca Ànima Valdivia; Granillo, {{{nom2}}}; Dominguez, {{{nom3}}} (2000). Biologia General: Els sistemes vivents (en és), Grup Editorial Pàtria. ISBN 9786077440604.
- ↑ Pumarola, A. (1987). Microbiologia i parasitología mèdica (en és), Elsevier Espanya. ISBN 9788445800607.
- ↑ 4,0 4,1 Brock, T.D. & M.T. Madigan. 1991. Biology of microorganisms (Sixth Edition). Prentice-Hall International (UK) Limited. London.
- ↑ Kandler, O.(1983).49
- 209-224.
- ↑ Erro en la cita: L'element
<ref>no és vàlit; puix no n'hi ha una referència en text nomenadaem - ↑ H. Benninga (1990). A History of Lactic Acid Making: A Chapter in the History of Biotechnology, Springer Science & Business Media edició (en Inglés). ISBN 0792306252.
- ↑ VV.AA. (2014). Primera (ed.). The Oxford Handbook of Food Fermentations, Oxford University Press edició (en Inglés). ISBN 0199742707.
- ↑ Erro en la cita: L'element
<ref>no és vàlit; puix no n'hi ha una referència en text nomenadaHui - ↑ W.H.N Holzapfel, Brian J.B. Wood (2012). Springer Science & Business Mija (ed.). The Genera of Lactic Acid Bactèria, Primera edició (en Inglés). ISBN 1461558174.
- ↑ William Shurtleff, Akiko Aoyagi (2011). Soyinfo Center (ed.). History of Fermented Black Soybeans (165 B. C. To 2011), Primera edició. ISBN 1928914411.
- ↑ Bacteriologia General: Principis I Pràctiques de Laboratori (en és), Editorial Universitat de Costa Rica. ISBN 9789977679808.
- Este artícul conté una traducció derivada de «Fermentación láctica» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.