Trwa ładowanie...

Fermentacja alkoholowa - przebieg, etapy i zastosowanie

Avatar placeholder
13.12.2021 12:27
Fermentacja alkoholowa to biochemiczna reakcja beztlenowego rozkładu węglowodanów
Fermentacja alkoholowa to biochemiczna reakcja beztlenowego rozkładu węglowodanów (AdobeStock)

Fermentacja alkoholowa to biochemiczna reakcja beztlenowego rozkładu węglowodanów, zachodząca przy udziale enzymów wytwarzanych przez drobnoustroje. W jej wyniku powstaje alkohol etylowy i dwutlenek węgla. Wykorzystuje się ją przede wszystkim w przemyśle piekarniczym i piwowarskim, w gorzelnictwie i winiarstwie. Na czym polega ten rodzaj fermentacji?

spis treści

1. Co to jest fermentacja alkoholowa?

Fermentacja alkoholowa jest złożonym procesem rozkładu cukrów prostych do alkoholu etylowego i dwutlenku węgla. Odbywa się przy udziale drobnoustrojów funkcjonujących w warunkach beztlenowych.

Kluczową rolę w procesie odgrywają wyprodukowane przez drożdże enzymy, które rozkładają węglowodany do etanolu (alkoholu etylowego) i dwutlenku węgla. Zapis chemiczny reakcji i równanie, które opracował francuski chemik i fizyk Joseph Gay Lussac wygląda następująco:

Zobacz film: "Drożdże piekarskie idealnym nawozem do roślin. Podpowiadamy jak wykorzystać je w ogrodzie"

C6H12O6 = 2 C2H5OH + 2 CO2 (C6H12O6 to glukoza, C2H5OH - etanol, a CO2 - dwutlenek węgla).

2. Rodzaje fermentacji

Fermentacja alkoholowa to rodzaj fermentacji, która jest enzymatycznym procesem przemian związków organicznych, umożliwiającym organizmom stale lub okresowo żyjącym w warunkach beztlenowych na pozyskanie energii użytecznej metabolicznie.

Fermentacja od wieków jest głównym sposobem zabezpieczania żywności przed psuciem. Biorące w niej udział mikroorganizmy wywołują zmiany chemiczne i fizyczne. W efekcie powstający produkt końcowy może być znacznie dłużej przechowywany, uzyskuje także nowy smak i zapach. Charakteryzuje się tym samym specyficzną jakością i właściwościami.

Do najważniejszych rodzajów fermentacji należy:

  • fermentacja alkoholowa,
  • fermentacja cytrynowa,
  • fermentacja masłowa,
  • fermentacja mlekowa,
  • fermentacja metanowa,
  • fermentacja mannitowa (zwana też śluzową lub gumową),
  • fermentacja propionowa.

Podczas fermentacji alkoholowej z węglowodanów, pod wpływem enzymów wytwarzanych przez drożdże, powstaje etanol i dwutlenek węgla, ale także wiele produktów ubocznych. To między innymi: kwas bursztynowy i kwas octowy, gliceryna, wyższe alkohole i estry.

Rekomendowane przez naszych ekspertów

3. Zastosowanie fermentacji alkoholowej

Fermentację, w celu przedłużania trwałości produktów żywieniowych, wykorzystuje się w wielu gałęziach przemysłu: w piwowarstwie, winiarstwie, gorzelnictwie, a także przy kandyzowaniu owoców, produkcji drożdży, pieczywa oraz w ochronie środowiska.

Fermentację alkoholową przeprowadza się z użyciem drożdży, głównie z gatunku Saccaromyces cerevisiae, dzięki którym możliwa jest hydroliza disacharydów do cukrów prostych. Do produkcji napojów alkoholowych stosuje się różne szczepy drożdży, np. drożdże winiarskie lub drożdże piwowarskie, a w piekarnictwie drożdże piekarnicze.

Do fermentacji alkoholowej wykorzystuje się także różne surowce. To:

  • produkty cukrowe: cukier buraczany (sacharoza), soki owocowe, melasa,
  • surowce skrobiowe: żyto, jęczmień i pszenica,
  • produkty pocelulozowe: drewno, wióry, trociny, ługi posiarczynowe, poddawane procesowi tzw. scukrzania.

Dzięki fermentacji alkoholowej powstaje na przykład wino. W wyniku procesu biochemicznego pod wpływem enzymów wytwarzanych przez drożdże, w odpowiedniej temperaturze dochodzi do przemiany glukozy (cukru zawartego w dojrzałych owocach winogron).

W efekcie powstaje alkohol etylowy i tlenek węgla (IV) nazywany dwutlenkiem węgla. Produkt uboczny w postaci dwutlenku węgla jest wykorzystywany do produkcji win musujących.

4. Na czym polega fermentacja alkoholowa?

Proces fermentacji alkoholowej, czyli beztlenowy rozkład cukrów prowadzony głównie przez drożdże z gatunku Saccaromyces cerevisiae, przebiega według ogólnej reakcji: C6H12O6 + 2ADP + 2Pn + 2H+ → 2C2H5OH + 2CO2 + 2ATP + 2H2O.

W przebiegu tego procesu wyróżnia się trzy etapy. I tak:

  • etap pierwszy: glukoza przekształca się w dwufosforan fruktozy (między innymi pod wpływem ATP. To adenozyno-5′-trifosforan),
  • etap drugi: dwufosforan fruktozy ulega rozpadowi do aldehydu fosfoglicerynowego oraz fosfodwuhydroksyacetonu. W wyniku tej reakcji tworzy się kwas pirogronowy,
  • etap trzeci: usunięta zostaje grupa karboksylowej z kwasu pirogronowego, powstaje alkohol etanolowy w wyniku redukcji aldehydu octowego. Efektem jest etanol i dwutlenek węgla, a także produkty uboczne.

Dwa pierwsze etapy fermentacji etanolowej są takie same jak etapy zachodzące w procesie fermentacji mlekowej lub w procesie glikolizy zachodzącym w mięśniach (beztlenowa przemiana cukru w kwas mlekowy).

Polecane dla Ciebie
Pomocni lekarze