什么是发酵_发酵的定义和历史

发酵的定义，历史和例子

发酵是生产葡萄酒，啤酒， 酸奶和其他产品的过程。 以下是发酵过程中发生的化学过程。

发酵定义

发酵是一种代谢过程，生物体将碳水化合物 （如淀粉或糖 ）转化为醇或酸。 例如，酵母进行发酵以通过将糖转化为酒获得能量。

细菌进行发酵，将碳水化合物转化为乳酸。 发酵研究被称为酵素学。

发酵的历史

术语“发酵”来自拉丁词“fervere”，意思是“沸腾”。 14世纪后期炼金术士描述了发酵，但不是现代意义上的发酵。 发酵的化学过程成为1600年科学调查的主题。

发酵是一个自然过程。 早在生化过程被理解之前，人们就应用发酵来生产葡萄酒，蜂蜜酒，奶酪和啤酒等产品。 在19世纪50年代和1860年代， 路易斯巴斯德成为第一位研究发酵的酵母菌或科学家，他证明发酵是由活细胞引起的。 然而，巴斯德在尝试从酵母细胞中提取负责发酵的酶方面没有成功。 1897年，德国化学家Eduard Buechner研制酵母，从中提取液体，发现液体可以发酵糖溶液。

Buechner的实验被认为是生物化学科学的开端，为他赢得了1907年的 诺贝尔化学奖 。

发酵形成的产品实例

大多数人都知道作为发酵产品的食品和饮料，但可能没有意识到发酵产生的许多重要工业产品。

啤酒 红酒 酸奶 起司 某些含有乳酸的酸味食物，包括酸菜，泡菜和意大利辣香肠 面包酵母酵母 污水处理 一些工业酒精生产，如生物燃料 氢气 乙醇发酵

酵母和某些细菌进行乙醇发酵，其中丙酮酸（来自葡萄糖代谢）被分解成乙醇和二氧化碳 。 从葡萄糖生产乙醇的净化学方程式为：

C 6 H 12 O 6 （葡萄糖）→2 C 2 H 5 OH（乙醇）+ 2 CO 2 （二氧化碳）

乙醇发酵已经用于生产啤酒，葡萄酒和面包。 值得注意的是，在高水平果胶存在下发酵会产生少量的甲醇，这种甲醇在食用时是有毒的。

乳酸发酵

来自葡萄糖代谢的丙酮酸分子（糖酵解）可以发酵成乳酸。 在酸奶生产中使用乳酸发酵将乳糖转化为乳酸。 它也发生在动物肌肉中，当组织需要的能量以比氧气更快的速度供应时。 从葡萄糖生产乳酸的下一个等式是：

C 6 H 12 O 6 （葡萄糖）→2 CH 3 CHOHCOOH（乳酸）

从乳糖和水中生产乳酸可以概括为：

C 12 H 22 O 11 （乳糖）+ H 2 O（水）→4 CH 3 CHOHCOOH（乳酸）

氢气和甲烷气体生产

发酵过程可能产生氢气和甲烷气。

产甲烷古细菌经历歧化反应，其中一个电子从羧酸基团的羰基转移到乙酸的甲基基团上以产生甲烷和二氧化碳气体。

许多类型的发酵产生氢气。 该产品可被生物体用于从NADH再生NAD + 。 氢气可以被硫酸盐还原剂和产甲烷菌用作底物。 人类从肠道细菌产生氢气， 产生肠胃气。

发酵事实

发酵是一个厌氧过程，这意味着它不需要氧气才能发生。 然而，即使当氧气充足时，如果有充足的糖供应，酵母细胞也喜欢发酵进行有氧呼吸。 发酵发生在人类和其他动物的消化系统中。 在一种罕见的称为肠道发酵综合征或自酿酒综合症的医疗状况中，人体消化道中的发酵导致乙醇生产中毒。 发酵发生在人体肌肉细胞中。 肌肉可以消耗ATP比氧气更快。 在这种情况下，ATP由糖酵解产生，不使用氧。 虽然发酵是一种常见的途径，但它并不是厌氧生物体获得能量的唯一方法。 一些系统使用硫酸盐作为电子传输链中的最终电子受体。