Erjedés

Az erjedés vagy erjesztés, idegen szóval fermentálás vagy fermentáció olyan kémiai folyamat, amelyben valamilyen szerves anyagot egy enzim hatásának teszünk ki. Erjesztéssel állítjuk elő a sört, a bort és az antibiotikumokat, például a penicillint is.

Alkoholos erjedési folyamatok (élesztővel vagy 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

Szénhidrátok lebontását jelenti, amelyet mikroorganizmusok (élesztők, penészgombák, baktériumok) végeznek, hogy saját élettevékenységükhöz energiát termeljenek. Az energia a fotoszintézissel megkötött napenergiából származik, mert a növényekben az energiatárolás zömmel szénhidrátokban történik.

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 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 erjesztés alkalmazásaiSzerkesztés

A savanyított 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 fajtáiSzerkesztés

Etil-alkoholos erjedésSzerkesztés

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 P_i + 2 ADP → 2 CH₃CH₂OH + 2 CO₂ + 2 ATP

Ecetsavas erjedésSzerkesztés

Az egyenlet szerint 46 g etilalkoholból 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. ^[1]

CH₃CH₂OH + O₂ = CH₃COOH + H₂O

Tejsavas erjedésSzerkesztés

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

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

Propionsavas erjedésSzerkesztés

A propionsav-baktériumok tejsavból propionsavat és ecetsavat képeznek:

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

Vajsavas erjedésSzerkesztés

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.