12:38 م
البيولوجيا -
علوم الاغذية -
كتب الزراعة
كتاب : الميكروبيولوجي الصناعي : أساسيات التخمرات الصناعية
عدد صفحات الكتاب : 536 صفحة
التخمر الصناعي هو مصطلح في الهندسة الكيميائية يستخدم لوصف العمليات التي تستخدم تغيرًا كيميائيًا ناتجًا عن كائن حي أو إنزيم ، على وجه الخصوص البكتيريا أو الخمائر أو العفن أو الفطريات التي تنتج منتجًا معينًا [1]. على الرغم من أن كلمة "التخمير" في السياق الكيميائي الحيوي تصف عملية التمثيل الغذائي اللاهوائية للأكسدة الجزئية للمركبات العضوية ، فإنها تشير في المجال الصناعي إلى العمليات الهوائية أو اللاهوائية. تم استخدام تقنية التخمير قبل وقت طويل من اكتشاف البشرية أو فهمها للميكروبات ، وتم اعتمادها بشكل أساسي لإنتاج المشروبات التي تحتوي على نفس المركب الفعال: الإيثانول. التخمير في الوقت الحاضر هو تقنية مطورة تستخدم في العديد من القطاعات ، مثل الأغذية والأدوية والوقود الحيوي وإنتاج البوليمر الحيوي
التخمر هو عملية تكسير السكريات بواسطة إنزيمات الكائنات الحية الدقيقة في غياب الأكسجين. الكائنات الحية الدقيقة مثل البكتيريا والفطريات لها مجموعات فريدة من الجينات الأيضية ، مما يسمح لها بإنتاج الإنزيمات لتفكيك أنواع مختلفة من نواتج السكر. أثناء التخمير ، توجد مجموعة متنوعة من الكائنات الحية الدقيقة بنسب مختلفة. هذه العملية تشبه حفلة موسيقية حيث يكون للموسيقيين المختلفين (أي الكائنات الحية الدقيقة) أدوارهم الخاصة. ينتج تعاونهم موسيقى جميلة - طعامنا المخمر المفضل. لذلك ، عندما تتغير أنواع وأعداد الكائنات الحية الدقيقة ، يمكن أيضًا أن يتغير طعم الطعام المخمر بشكل كبير. وهذا هو السبب أيضًا في أن شركات الأغذية تتوخى الحذر الشديد لحماية وصفاتها والحفاظ على بنوكها الحيوية من الكائنات الحية الدقيقة.
تخمير حمض اللاكتيك: خلال هذه العملية اللاهوائية ، يتم تكسير النشويات أو السكريات لإنتاج حمض اللاكتيك ، من بين منتجات النفايات الأخرى. لا تحمي بكتيريا حمض اللاكتيك الأطعمة من التلف الجرثومي فحسب ، بل تحمي الجسم من الأمراض الجرثومية. يستخدم تخمير حمض اللاكتيك بشكل شائع في إنتاج الأطعمة مثل الزبادي والمخللات ومخلل الملفوف.
تخمير الإيثانول (أو الكحول): في هذا النوع من التخمير ، يتم تكسير جزيئات البيروفات في السكريات بواسطة الخميرة إلى جزيئات كحول وثاني أكسيد الكربون لإنتاج النبيذ والبيرة ، وكذلك الخبز.
تخمير حامض الخليك: تقوم عملية الأكسدة هذه بتحويل السكريات من الحبوب أو الفاكهة إلى خل وتوابل ذات مذاق حامض. ومن هنا فإن الفرق بين خل التفاح وخل التفاح المستخدم في الطبخ.
تم توثيق تخمير النبيذ منذ عام 7000 قبل الميلاد. في الماضي ، كان منتجو النبيذ يسحقون الفاكهة بأقدامهم قبل أن يتركوها للجلوس في أوعية. تم الافتراض أن نقل الكائنات الحية الدقيقة من أقدام منتجي النبيذ إلى الفواكه المسحوقة يسبب التخمير. في القرن السابع عشر ، تم التحقق من صحة الفرضية عندما سمح اختراع العدسة البصرية عالية الجودة بتصور الكائنات الدقيقة أحادية الخلية لأول مرة. من خلال سلسلة من التجارب ، أظهر لويس باستور ، عالم الأحياء الدقيقة الفرنسي ، أن تخمير النبيذ ناتج عن نوع من الفطريات المعروفة باسم الخمائر (ولدينا الكثير منها على أقدامنا ، يا بلع!)
في عام 1856 ، أدى حادث في معمل تقطير الشمندر السكري إلى اكتشاف رائد كان محوريًا في الإنتاج اللاحق للجبن والزبادي. تم تكليف باستير بالتحقيق في المشكلة ووجد أنه بدلاً من الكحول ، يحتوي مزيج جذر الشمندر "الفاسد" في الغالب على حمض اللاكتيك ، مما تسبب في طعم حامض. يحتوي خليط الشمندر الحامض أيضًا على العديد من الأشياء الأصغر من الخمائر. تم تأكيد هذه الأجسام لاحقًا على أنها بكتيريا حمض اللاكتيك. كان هذا الحادث الصدفي دورًا أساسيًا في فهمنا المعاصر أن الفطريات والبكتيريا تؤديان التخمر بشكل مختلف.
لم يكن حتى أوائل القرن العشرين عندما اكتشف إدوارد بوشنر الحائز على جائزة نوبل أن التخمر يمكن أن يحدث مع مستخلصات الخميرة الخالية من الخلايا التي تتكون فقط من الإنزيمات ، على عكس ما اقترحه باستير. منذ ذلك الحين ، قمنا بإنتاج مجموعة متنوعة من الأطعمة المخمرة بما في ذلك Kombucha الشعبية. على الرغم من أن قدرتنا على التحكم في التخمير مفهومة بشكل معقول ، لا تزال هناك طرق عديدة يمكن من خلالها تحسين التخمير الصناعي. على سبيل المثال ، يمكن لتسلسل الجينات الحديث ، والهندسة الوراثية ، والموائع الدقيقة ، وتقنيات "الأنف" الإلكترونية أن تجعل الأطعمة المخمرة المفضلة لدينا ألذ طعمًا....
------------------
---------------------------
ليست هناك تعليقات: