Az erjedés vagy erjesztés, idegen szóval fermentálás vagy fermentáció a sejtben elsősorban a szénhidrátok, főleg a szőlőcukor energiafelszabadulással járó lebontása, ami akkor következik be, ha a környezetben nem áll rendelkezésre elegendő oxigén. Ez az anaerob körülmény a folyamatot redukált termékek keletkezése felé irányítja. A szőlőcukorból így tejsav vagy etanol redukálódik, miközben a redukcióhoz szükséges elektronokat a NADH-molekulák hozzák (enzim). Az emlős állatok és az ember izmaiban tartós, nagy mértékű terhelés közben tejsavas erjedés megy végbe.[1]

Erjedési folyamatok (alkoholos erjedés élesztővel vagy tejsavas erjedés izomban). Az etil-alkoholos erjedés olyan szénhidrát-lebontási folyamat, ahol élesztők vagy baktériumok szénhidrátokból etil-alkoholt és szén-dioxidot képeznek. C6H12O6 → 2 CH3CH2OH + 2 CO2

Az erjedés lényegesen kevesebb energiát szabadít fel a szőlőcukorból, mint a biológiai oxidáció. Az erjedés egy tökéletlen égés, mert például az alkoholos erjedésnél egy mol hexózból 2 mol etanol és két mol CO2 képződik. Az energianyereség kb. 20 kJ/mol, szemben a tökéletes égésnek megfelelő aerob folyamattal, ahol 1 mol hexózból 6 mol CO2 képződik, és az energianyereség 507 kJ/mol. Az erjedés tehát kevésbé gazdaságos disszimiláció.

A heterotróf mikroorganizmusok energiatermelése anaerob körülmények között erjedéssel, aerob feltételek mellett a glikolízishez kapcsolódó citrátciklusban történik meg a CO2 -vé alakulás, majd a légzőenzimek segítségével az oxigén redukciója.

Az erjesztés alkalmazásai

szerkesztés

A savanyú káposztát és a kovászos uborkát is erjesztjük.

Az iparban a fermentálás szót használják a teák, kávék, dohányok füllesztési eljárására is.

Fermentálással állítják elő az erőművekben villamos energia termelésére használt biogázokat is. Próbálkoznak ilyen vezetékes gáz („zöld gáz”) bevezetésével és járműveket is próbálnak ilyen gázzal üzemeltetni.

A dohánygyártásban a fermentálás szót nem csak az erjesztésre használják, hanem a dohánygyártás egész folyamatát így nevezik meg.

A fekete tea jellegzetes ízét a fermentálás adja, a zöld teát azonban nem fermentálják.

Az erjedés fajtái

szerkesztés

Etil-alkoholos erjedés

szerkesztés
 
A bortermő szőlő bogyójának levéből erjesztett bor ital etil-alkoholos erjedés során keletkezik
 
Etil-alkoholos erjedés

Az etil-alkoholos erjedés olyan szénhidrát-lebontási folyamat, ahol élesztők vagy baktériumok szénhidrátokból etil-alkoholt és szén-dioxidot képeznek.

C6H12O6 → 2 CH3CH2OH + 2 CO2

Ha az energiatermelést is figyelembe vesszük, akkor a bruttó :

C6H12O6 + 2 Pi + 2 ADP → 2 CH3CH2OH + 2 CO2 + 2 ATP

Ecetsavas erjedés

szerkesztés

Az egyenlet szerint 46 g etil-alkoholból a levegő oxigénjével (és az ecetsav baktériumok enzimjeivel), aerob folyamatban, 60 g ecetsav és 18 g víz keletkezik. A gyakorlatban az alkoholnál kevesebb ecet jön létre.[2]

CH3CH2OH + O2 = CH3COOH + H2O

Tejsavas erjedés

szerkesztés

A tejsavbaktériumok a különböző szénhidrátokat (elsősorban a glükózt és a laktózt) anaerob úton tejsavvá bontják:

C6H12O6 + 2 Pi + 2 ADP → 2 CH3CH(OH)COOH + 2 ATP

Propionsavas erjedés

szerkesztés

A propionsav-baktériumok tejsavból propionsavat és ecetsavat képeznek:

3 CH3CH(OH)COOH → 2 CH3CH2COOH + CH3COOH + CO2 + H2O

Vajsavas erjedés

szerkesztés

Egyes Clostridium fajok (szigorúan anaerob baktériumok) hexózokból, keményítőből, cellulózból heterogén erjedéssel vajsavat képeznek. Például a Clostridium cellulovorans cellulózból képez vajsavat, ecetsavat, szén-dioxidot és hidrogént.

(G)n → 8 C6H12O6 → 2 CH3CH2CH2COOH+2 CH3COOH + (-CH3O2)n + 12 CO2 +10 H2

Homoacetogén erjedés

szerkesztés

A Clostridium thermoautotrophicum hexózokból erjedéssel 3 mol ecetsavat képez melléktermékek nélkül:

C6H12O6 → 3 CH3COOH

Butanolos erjedés

szerkesztés

A Clostridium acetobutylicum keményítőből, melaszból, vagy savóból a képez n-butanolt, acetont és nyomokban etanolt:

(G)n→ 9 C6H12O6 → 6 CH3(CH2)3OH + 3 CH3COCH3 + C2H5OH + 19 CO2 + +6 H2O + 6 H2

További információk

szerkesztés
  • http://www.vilaglex.hu/Lexikon/Html/Fermenta.htm
  • http://www.ogin.nl/techniek.php?hgroep=18&subgroep=26&taalid=3[halott link]
  • A tea feldolgozása
  • A dohánygyártásról
  • Házi sör
  • Zöldségek, gyümölcsök tartósítása savanyítással, tejsavas erjesztéssel; szerk. Szenes Endréné; 2. jav., bőv. kiad.; Integra-Projekt, Bp., 1996 (Termelők kiskönyvtára)
  • Cosima Bellersen Quirini: Otthoni tartósítás erjesztéssel – természetesen!; ford. Jakab Judit; Sziget, Bp., 2017
  • Holly Davis: Fermentálás. Erjesztett ételek és italok több mint 100 recepttel; ford. Búsné Pap Judit, Szkladányi András; HVG Könyvek, Bp., 2020
  • Åsa Simonsson: Fermentáljunk! Savanyú káposzták, kimcsik, fermentált zöldségek, gyümölcsök és italok, magsajtok, kenyerek; ford. Kereki Noémi; Csipet, Budaörs, 2020
  • Erjesztett élet éltető étkeink. Bevezetés a fermentált élelmiszerek kultúrájába és ami őseink konyhájából megmaradt; szerk. Csicsor János, közrem. Somlósi Lajos; Hymato Products Kft., Szentkirályszabadja, 2020
  • Király Ágnes: Egyszerűen fermentálj. Tippek, trükkök és receptek a házi erjesztéshez; HVG Könyvek, Bp., 2021
  • Horváth Judit–Király Ágnes: Fermentált konyha. Több mint 100 recept erjesztett alapanyagokból a reggelitől a vacsoráig; HVG Könyvek, Bp., 2022