Ein metabolischer Prozess
Die Fermentation ist vielleicht die älteste biotechnologische Entdeckung des Menschen. Microbrews mag der letzte Schrei sein, aber vor über 10.000 Jahren produzierte die Menschheit Bier, Wein, Essig und Brot unter Verwendung von Mikroorganismen, hauptsächlich Hefe.
Joghurt wurde durch Milchsäurebakterien in Milch hergestellt, und Schimmelpilze wurden verwendet, um Käse zu produzieren, um mit Wein und Bier zu gehen. Diese Verfahren werden heute noch in großem Umfang zur Herstellung moderner Lebensmittel verwendet. Die Kulturen, die heute verwendet werden, wurden jedoch gereinigt und oft genetisch verfeinert, um die wünschenswertesten Eigenschaften zu erhalten und Produkte von höchster Qualität herzustellen.
Nahrungsmittel durch Fermentation
Viele Lebensmittel, die Sie jeden Tag essen, werden durch den Prozess der Gärung gebildet, einschließlich der folgenden.
- Käse
- Lebensmittel mit Milchsäure, wie Sauerkraut
- Joghurt
- Durch Hefe gegorenes Brot
Gemeinsame Definition der Fermentation
Die gebräuchlichste Definition von Fermentation ist "die Umwandlung von Zucker in Alkohol (unter Verwendung von Hefe) unter anaeroben Bedingungen, wie bei der Herstellung von Bier oder Wein, Essig und Cidre". Die Gärung gehört zu den ältesten historischen biotechnologischen Verfahren, die der Mensch zur Herstellung alltäglicher Lebensmittel verwendet.
Der Beginn der industriellen Fermentation
Im Jahr 1897 führte die Entdeckung, dass Enzyme aus Hefe Zucker in Alkohol umwandeln können, zu industriellen Prozessen für Chemikalien wie Butanol, Aceton und Glycerin, die in alltäglichen Produkten wie Feuerzeugen, Nagellackentfernern und Seife verwendet werden. Fermentationsprozesse werden heute noch in vielen modernen Biotech-Organisationen verwendet, oft zur Herstellung von Enzymen, die in pharmazeutischen Prozessen, Umweltsanierungen und anderen industriellen Prozessen verwendet werden.
Fermentation in der Biotechnologie
In der Welt der Biotechnologie wird der Begriff Fermentation eher lose verwendet, um das Wachstum von Mikroorganismen zu beschreiben, die sich unter aeroben oder anaeroben Bedingungen auf Nahrungsmitteln bilden.
Fermentationstanks (auch Bioreaktoren genannt), die für industrielle Fermentationsprozesse verwendet werden, sind Glas-, Metall- oder Kunststofftanks, die mit Messgeräten (und Einstellungen) ausgestattet sind, die Belüftung, Rührgeschwindigkeit, Temperatur, pH-Wert und andere interessierende Parameter steuern. Die Einheiten können klein genug für Laboranwendungen (5-10 l) oder bis zu 10.000 l Kapazität für großindustrielle Anwendungen sein. Derartige Fermenter werden in der pharmazeutischen Industrie zum Aufwachsen von spezialisierten Reinkulturen von Bakterien, Pilzen und Hefen sowie zur Herstellung von Enzymen und Medikamenten eingesetzt.
Ein Blick auf Zymologie
Die Kunst, Fermentation zu studieren, nennt man Zymologie oder Zymurgie. Louis Pasteur, der französische Biologe und Chemiker, der für seine Entdeckung der Pasteurisierung und das Prinzip der Impfung bekannt ist, war einer der ersten Zymologen. Pasteur bezeichnete die Gärung als "das Ergebnis eines Lebens ohne Luft".
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