Αλκοολική Ζύμωση – Η 2η ζύμωση η οποία μάς ενδιαφέρει

Τί είναι η αλκοολική ζύμωση? Ποιά είναι η σημασία της αλκοολικής ζύμωσης στην παραγωγή των γαλακτοκομικών προϊόντων?

Τί είναι η Αλκοολική ζύμωση?

Γενικά, η αλκοολική ζύμωση είναι μια πολύπλοκη βιοτεχνολογική διαδικασία.

Κατά την διεργασία της αλκοολικής ζύμωσης, σάκχαρα, (C₆H₁₂O₆), όπως, είναι, η γλυκόζη, η σακχαρόζη, και η φρουκτόζη ζυμώνονται, με αποτέλεσμα, την παραγωγή αιθανόλης, (CH₃CH₂OH), και διοξειδίου του άνθρακα, (CO₂), αλλά, και άλλων προϊόντων.

Η αλκοολική ζύμωση μπορεί να παρουσιαστεί, με απλοποιημένο τρόπο, με την αντίδραση:

C₆H₁₂O₆ → 2 CH₃CH₂OH +   2CO₂

Η αλκοολική ζύμωση είναι η 2η ζύμωση, η οποία, εμάς, μάς ενδιαφέρει.

Δείτε: Μάθε ποιά είναι τα 7 είδη ζύμωσης στα γαλακτοκομικά

Η αλκοολική ζύμωση μπορεί να θεωρηθεί ότι αποτελείται από δύο τμήματα.

Αλκοολική ζύμωση στα γαλακτοκομικά προϊόντα – 1ο τμήμα αλκοολικής ζύμωσης – Γλυκόλυση (τα σάκχαρα μετατρέπονται σε πυρουβικό οξύ)

Το 1ο τμήμα περιλαμβάνει την αποικοδόμηση της γλυκόζης σε πυρουβικό οξύ.

Αυτή, η διεργασία ονομάζεται Γλυκόλυση.

Η αντίδραση είναι: C₆H₁₂O₆ + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD⁺ → 2 CH3COCOO⁻ (πυρουβικό οξύ) + 2 ATP + 2 NADH + 2 H₂O + 2 H⁺

Αλκοολική ζύμωση στα γαλακτοκομικά προϊόντα – 2ο τμήμα αλκοολικής ζύμωσης – Το πυρουβικό οξύ μετατρέπεται σε αιθανόλη

Το 2ο τμήμα περιλαμβάνει την μετατροπή του πυρουβικού οξέος σε αιθανόλη.

Η μετατροπή του πυρουβικού οξέος σε αιθανόλη προχωρά σε δύο στάδια.

—1ο στάδιο Το πυρουβικό οξύ μετατρέπεται σε ακεταλδεΰδη

Σε αυτό, το 1ο στάδιο, το πυρουβικό οξύ μετατρέπεται σε ακεταλδεΰδη με την ταυτόγχρονη παραγωγή διοξειδίου του άνθρακα (CO₂).

CH₃COCOO⁻ (πυρουβικό οξύ) + H⁺ → CH₃CHO (ακεταλδεΰδη) + CO₂

Το ένζυμο αποκαρβοξυλάση του πυρουβικού οξέος (pyruvate decarboxylase) αποτελεί τον καταλύτη, για αυτήν, την αντίδραση.

Αυτό, το ένζυμο, παίζει σημαντικό ρόλο, όταν, κατά την αλκοολική ζύμωση, επικρατούν αναερόβιες συνθήκες, ιδιαίτερα, δε, όταν, στην αλκοολική ζύμωση συμμετέχουν και ζυμομύκητες, οι οποίοι ανήκουν στο γένος Saccharomyces.

—2ο στάδιο Η ακεταλδεΰδη μετατρέπεται σε αιθανόλη

Σε αυτό, το 2ο στάδιο, η ακεταλδεΰδη μετατρέπεται (ανάγεται) σε αιθανόλη.

CH3CHO (ακεταλδεΰδη) + NADH + H⁺ → C₂H₅OH (αιθανόλη) + NAD⁺

Το ένζυμο της αλκοολικής αφυδρογονάσης (alcohol dehydrogenase), αποτελεί τον καταλύτη, για αυτήν, την αντίδραση.

Συνολικά, η αλκοολική ζύμωση μπορί να περιγραφεί με την απλοποιημένη αντίδραση:

Glucose + 2ADP + 2Pi →  2Ethanol + 2CO₂ + 2ATP

Αλκοολική ζύμωση στα γαλακτοκομικά προϊόντα – Ποιοί μικροοργανισμοί εμπλέκονται στην αλκοολική ζύμωση?

Συνήθως, όταν, λέμε αλκοολική ζύμωση, εμείς εννοούμε την παραγωγή αιθανόλης, από ζυμομύκητες, μέσω της ζύμωσης, των σακχάρων, του γάλακτος.

Οι ζυμομύκητες, οι οποίοι θα βρεθούν σε γαλακτοκομικά προϊόντα, (όπως είναι το κεφίρ), μπορεί να ζυμώνουν την λακτόζη, του γάλακτος, (Kluyveromyces spp.),

ή, αυτοί οι ζυμομύκητες μπορεί να μην ζυμώνουν την λακτόζη, του γάλακτος, (Saccharomyces spp.)

Δείτε: Ζυμομύκητες στο ποτό κεφίρ – Ο πλέον κρίσιμος παράγοντας

Οι ζυμομύκητες είναι, ουσιαστικά, αερόβιοι μικροοργανισμοί.

Όμως, οι ζυμομύκητες μπορούν επίσης να αναπτυχθούν και ως προαιρετικά αναερόβιοι.

Η ενέργεια, η οποία παράγεται υπό αναερόβιες συνθήκες, είναι πολύ μικρότερη, και επομένως, η ανάπτυξη, αυτών, των μικροοργανισμών είναι βραδύτερη.

Όταν επικρατούν αερόβιες συνθήκες, ο πολλαπλασιασμός των ζυμομυκήτων αυξάνεται σημαντικά, αλλά, η παραγωγή αλκοόλης ελαττώνεται.

Συνεπώς, η παρουσία, του οξυγόνου, αναστέλλει τη αλκοολική ζύμωση (επίδραση Pasteur).

Βακτήρια και αλκοολική ζύμωση

Πέρα όμως από τους ζυμομύκητες και μερικά βακτήρια μπορούν επίσης να πραγματοποιήσουν αλκοολική ζύμωση.

Ένα πολύ γνωστό παράδειγμα είναι το είδος Zymomonas mobilis και το είδος Pseudomonas saccharophila.

Στην περίπτωση, αυτή, ο μηχανισμός της αλκοολικής ζύμωσης είναι διαφορετικός.

Επίσης, τα ετεροζυμωτικά οξυγαλακτικά βακτήρια μπορούν να παράξουν μικρές ποσότητες αιθανόλης.

Δείτε: Ομοιοζυμωτικά και Ετεροζυμωτικά οξυγαλακτικά βακτήρια

Όμως, αυτή, η αλκοόλη θεωρείται ως ένα παράπλευρο προϊόν, της γαλακτικής ζύμωσης.

Οξυγαλακτικά βακτήρια τα οποία ανήκουν σε διάφορα είδη (Enterobacter spp.) του γένους Enterobacter, μπορούν, επίσης, να παράξουν αιθανόλη.

Πάντως, η εξέλιξη, της γενετικής μηχανικής, έχει δώσει την δυνατότητα σε διάφορα είδη βακτηρίων, αλλά, και μυκήτων (fungi), να εμπλέκονται στην αλκοολική ζύμωση.

Ποιά είναι η σημασία της αλκοολικής ζύμωσης στα γαλακτοκομικά προϊόντα

Εκτός από την αιθανόλη, πολλές άλλες ενώσεις παράγονται κατά τη διάρκεια της αλκοολικής ζύμωσης.

Τέτοιες ενώσεις είναι οι ανώτερες αλκοόλες, οι εστέρες, η γλυκερόλη, το ηλεκτρικό οξύ, το οξικό οξύ, η ακεταλδεΰδη, το διακετύλιο, η ακετοΐνη και η 2,3-βουτανοδιόλη.

Αυτά, τα παράπλευρα προϊόντα συμβάλλουν στα οργανοληπτικά χαρακτηριστικά του τελικού προϊόντος.

Η προώθηση, της αλκοολικής ζύμωσης, θα οδηγήσει σε σημαντική αύξηση του πληθυσμού των ζυμομυκήτων.

Να θυμόμαστε ότι, ένας υψηλός πληθυσμός ζυμομυκήτων, στα γαλακτοκομικά προϊόντα, μπορεί, μέσω της αυξημένης λιπόλυσης και πρωτεόλυσης να συμβάλλει στο flavor, του τελικού προϊόντος.

Δείτε: Ζυμομύκητες – Η αφανής δύναμη στα γαλακτοκομικά

Δείτε περισσότερα:

Whey utilization in preparation of alcoholic beverage. Choudhari, D.M. (2010). Ph.D. Thesis, Mahatma Phule Krishi Vidyapeeth, Rahuri, AHMEDNAGAR, M.S. (India).

The microbiology of alcoholic beverages. Fleet, G. (1998). In: Microbiology of Fermented Foods.  B.J.B. Wood (ed.). pp. 217–262. London: Blackie Academic Professional

Effect of natural starter culture activity on ethanol content in fermented dairy products. Zalsek, K. and Gorsek, A. (2010),. International Journal of Dairy Technology, 63: 113-118.

Yeast and biochemistry of ethanol fermentation. Boulton, R.B., Singleton, V.L., Bisson, L.F., & Kunkee, R.E. (1996). In: Principles and Practices of Winemaking (pp. 139–172). R.B. Boulton (Ed.). New York: Chapman & Hall