부엌에있을 때 과학은 어디에나 있습니다. 빵 반죽이 거품이 날아 가서 교정하는 동안 확장하는 것을 생각하십시오. 또는 작품의 맥주.
과학을 인식조차하지 않을 수도 있으므로 프로세스가 일반적입니다. 위에서 설명한 과정은 효모와 발효를 포함합니다. 소위 발효 과정은 음식에서 매우 일반적이므로 깊은 다이빙을위한 시간입니다.
이 포스트에서는 발효 반응, 발효 중에 형성되는 제품 및 정확히 발효가 무엇인지 논의 할 것입니다. 별도의 게시물에서는 효모 및 발효의 두 가지 일반적인 사용에 대해 더 배울 수 있습니다 :맥주와 빵.
발효, 효모?
발효 과정과 제품에 깊이 빠져 나가기 전에 한 걸음 물러서 봅시다. 발효와 효모에 대해 논의하는 이유는 무엇입니까? 발효와 효모는 무엇입니까?
효모는 밀레 니아에 사용되었습니다. 효모는 빵을 만들고 맥주 양조에 사용되었습니다. 효모는 곰팡이 왕국의 일부이며 특정 유형의 곰팡이 :단세포입니다. 즉, 그들은 단 하나의 셀로 구성됩니다. 그들은 스스로를 두 개로 나누어 자랍니다.
식품에서 효모에는 맥주 양조에서 에탄올 생산 또는 빵 제작에서 이산화탄소 생산과 같은 여러 기능이 있습니다. 이 과정에 사용되는 가장 일반적인 효모는 소위 saccharomyces cerevisiae 입니다. .
여기서는 부수적으로, 효모가 존재하지 않으면 발효가 발생할 수 있습니다. 일반적인 예는 젖산 발효입니다 (소금에 절인 경우와 마찬가지로). 이 경우 젖산 박테리아는 발효를 일으킨다.
혐기성 대 호기성 전환
효모가 자라고 생존하기 위해서는 사람들처럼 탄수화물 (예 :포도당)을 에너지로 변환 할 수 있습니다. 그런 다음이 에너지는 효모의 모든 종류의 과정을 유지하기 위해 필요합니다. 우리는 주로 산소의 도움 으로이 전환을합니다. 그래서 우리는 숨을 쉴 수 있습니다. 그러나 효모는 산소 유무에 관계없이 너무 괜찮을 수 있습니다.
산소가 없으면 환경을 '혐기성'이라고합니다. 산소가 있으면‘호기성’이라고합니다. 따라서 효모는 혐기성 및 호기성 환경에서 탄수화물을 에너지로 전환 할 수 있습니다.
발효 정의
산소를 사용하여 탄수화물을 에너지로 변환하는 데 사용되는 경우이를 '호흡'이라고합니다. 반면에 발효는 반대에 지나지 않습니다. 이것은 산소를 사용하지 않고 탄수화물을 에너지로 변환 할 때 효모에서 발생하는 과정입니다.
맥주와 빵 만들기에 사용되는 효모에 대한 흥미로운 점은 산소가 존재하더라도 산소 없이이 전환을 수행 할 수 있다는 것입니다. 이것은 실제로 산소를 사용하는 반응이 훨씬 더 에너지 효율적이기 때문에 흥미 롭습니다!
발효 중에는 어떻게됩니까?
발효는 화학 반응에 지나지 않습니다. 모두 포도당으로 시작합니다. 이 포도당은 이미 존재할 수 있지만 (예 :설탕) 효모는 또 다른 더 큰 Carboyhydrate를 포도당으로 전환해야 할 수도 있습니다.
이 포도당 분자는 일련의 화학 반응에서 반응하여 궁극적으로 에탄올과 이산화탄소를 방출합니다! 전체 (단순화 된) 반응 체계는 다음과 같이 보입니다.
c 6 H 12 o 6 → 2 C 2 h 5 OH + 2 CO 2
1 개의 포도당 분자 (c 6 를 볼 수 있습니다 H 12 o 6 )는 2 에탄올로 전환된다 (c 2 h 5 OH) 및 2 개의 이산화탄소 (CO <서브> 2 ) 분자. 반응이 발생하기 위해 산소가 필요하지 않다는 것을 알 수 있습니다.
너무 빨리가요? - 화학 공식에 익숙하지 않은 경우 첫 번째 주제에 대한 내 게시물을 읽거나 Food Science Basics Course의 3 주차를 따릅니다.
발효 - 화학 반응 방정식
실제로,이 반응은 단 한 단계에서만 발생하지 않습니다. 대신, 일련의 반응은이 전체 방정식으로 이어집니다. 그 사이에 형성되는 다른 분자가 있습니다. 그러나 이들은 에탄올과 이산화탄소 만 남을 때까지 다시 전환됩니다. 이러한 개별 단계에 대해 논의 해 봅시다.
1 단계 :당화
우선 포도당의 분자는 다음과 같습니다. H 12 o 6 )는 2 개의 개별 피루 베이트 몰 (c 3 로 전환됩니다 H 3 o 3 ).
Pyruvate 분자에서는 12 개의 포도당이 있었고 2 × 3 만 있던 H-Atoms에 무슨 일이 일어 났는지 궁금해? 이것들은 사라지지 않았지만 세포의 더 큰 분자로 넘어갔습니다.
다시 해석은 외모보다 더 복잡합니다. 변환은 10 개의 연속 단계로 구성됩니다. 반응 에너지가 방출되는 동안 전반적인 프로세스의 전부입니다. 이 에너지는 다른 과정에서 사용하기 위해 셀에 의해 잡히고 저장됩니다.
2 단계 :발효
혈당 과정은 발효에만 국한되지 않습니다. 피루 베이트가 형성되면 여전히 산소 (호흡이라고 부르는 것)의 사용으로 전환하거나 다양한 반응 경로를 여행 할 수 있습니다. 효모가 발효되면 피루 베이트는 발효 과정으로 들어갑니다.
이 다음 단계는 비교적 간단하며 두 단계 만 구성되므로 여기에 모두 보여 드리겠습니다
c 3 H 3 o 3 (피루 베이트) → Ch 3 CoH (Acetaldehyde) + Co 2
ch 3 CoH (Acetaldehyde) + NADH + H → C 2 h 5 오 (에탄올) + nad
이 두 단계는 효소에 의해 촉매됩니다. 이 블로그에서 효소를 발견했을 수도 있습니다. 효소는 음식에서 많은 반응을 촉진합니다. 페스토의 갈색 또는 바나나의 갈색. 다시, 에너지가 공정에 저장되는 에너지가 방출됩니다.
NADH와 양성자 (H)의 갑작스런 발생을 주목하십니까? NADH는이 반응을 포함하여 전체 범위의 반응을 촉진하는 세포에서 중요한 구조입니다.
식품 생산에서 발효 사용
이제 우리는 기본 사항을 다루었으므로 효모가 산소 (발효라고 부르는 것)없이 포도당을 에탄올과 이산화탄소로 전환한다는 것을 알게되었습니다. 그러나 우리는 왜 그런 일이 일어나기를 원합니까?
처음부터 다시 두 가지 예를 고수합시다 :
- 맥주 :물론, 우리는 맥주 생산 중에 알코올 (=에탄올)이 형성되기를 원합니다!
- 빵 :이산화탄소, 이산화탄소는 가스이며 이것이 빵을 뛰어 넘는 것입니다!
발효 공정 제어
장점에도 불구하고, 우리는 화학 반응을 수행하기 위해 살아있는 유기체를 사용하고 있기 때문에 발효는 어려운 과정입니다. 살아있는 미생물을 다룰 때는 효모에 대한 상황이 가능한 한 이상적이라는 것이 중요합니다. 조건이 이상적이지 않으면 효모가 죽거나 발효를 중단 할 수 있습니다.
따라서 발효가 멈추거나 연속, 속도를 늦추거나 속도를 높이기를 원한다면 프로세스에 영향을 미치는 방법이 많이 있습니다!
영향 1 :온도
이것은 아마도 가장 중요한 변수 중 하나 일 것입니다. 효모는 너무 높은 온도에서 죽을 것입니다 (대부분은 50 ° C 이상의 온도에서 생존하지 않음). 또한 그들의 성장률은 온도에 따라 다릅니다. 너무 낮다면 간신히 자라지 않으면 너무 높으면 마찬가지입니다. 이상적인 온도 (범위)는 효모 유형마다 다릅니다.
영향 2 :알코올 함량
대부분의 효모는 특정 최대 알코올 함량 만 처리 할 수 있습니다. 내용 이이 값을 극복하면 단순히 성장을 중단하거나 죽을 것입니다. 알코올 함량이 높은 음료가 일반적으로 발효를 통해 완전히 만들어지지 않는 이유입니다.
영향 3 :'음식'공급
다시 말해, 음식 공급은 효모에 충분하지 않으면 자라지 못하고 번성 할 수 없습니다. 이것은 집에서 만든 맥주를 병에 넣을 때 종종 믹스에 설탕을 추가로 추가하는 이유입니다 (첫 번째 발효 후). 이것은 효모가 다시 발효되고 병에 남아있는 가스를 생산할 수 있음을 보장합니다.
그것은 발효 반응만이 아닙니다
효모는 살아있는 유기체이기 때문에 한 가지 반응은 없습니다. 발효하는 동안 많은 다른 과정이 발생하여 풍미, 아로마 등이 형성 될 수 있습니다. 맥주와 빵을 만드는 것과 다른 모든 과정이 공장뿐만 아니라 집에서도 흥미롭게 만듭니다!
미래의 발효 노력에 행운을 빕니다.
소스
내가이 기사를 작성하는 데 사용한 출처 중 일부 :Lehninger 생화학 원칙, 14 장, 4 판; Merriam-Webster, Brittanica 및 Nature.com.
