תוֹכֶן
שני סוגי התסיסה הנפוצים ביותר הם אלכוהוליסט ו תסיסה של חומצת חלב.
אמנם תסיסה אלכוהולית היא הידועה ביותר (והיא נראית במזונות ומשקאות רבים, כמו יין, בירה, תה מותסס, לחם ונקניקיות), אך תסיסה של חומצת חלב היא העתיקה ביותר. אוכל מותסס, כמו גבינה, יוגורט, קפיר, כרוב כבוש ואוכל כבוש, נמצא כמעט בכל תרבות בכל רחבי העולם, ונמשך אלפי שנים.
כדי להשוות ולהתנגד לתסיסה של חומצה לקטית ותסיסה אלכוהולית, שתיהן תגובות להפחתת חמצון וכוללות גליקוליזה.
תסיסה של אלכוהול מופיע במיקרואורגניזמים כמו שמרים וממיר גלוקוז לאנרגיה, המשתחררת כפחמן דו חמצני. תוצר הלוואי המתקבל נקרא אתנול (הידוע גם בשם אתיל אלכוהול או פשוט אלכוהול). תסיסה של חומצת חלב מופיע בחיידקים מסוימים, בתאי שמרים ושרירים וממיר גלוקוז לאנרגיה. תוצר הלוואי שלה הוא לקטט. תסיסה של חומצת חלב משמשת גם בתעשיית המזון, המשתמשת בחיידקי חומצה לקטית.
תפקיד השמרים והחיידקים בתסיסה
תסיסה של אלכוהול כרוכה לעתים קרובות Saccharomyces cerevisiae, (הידוע בכינויו שמרים של אופה), שמקורו בשמו מסוכר (סוכר), פטרייה (מיסס) ובירה (cerevisiae). תסיסה של שמרים, המתוארכת לתקופה הניאוליתית, חיונית לתהליכי ייצור הבירה, היין, הלחם והדלק הביולוגי.
תסיסה כוללת החדרת מספר חיידקים המגבירים את רמת החומצה או האלכוהול; ס. cerevisiae התסיסה ממירה עמילן לסוכרים פשוטים, שהשמרים צורכים אותם כדי ליצור פחמן דו חמצני ואלכוהול.
במילים פשוטות, הערימות שמרים על סוכר ככל שהתאים מתרבה. התאים ממשיכים להתרבות עד שכל הסוכר נצרך והשמרים מבוזבזים; לאחר מכן השמרים מתמקמים בתחתית המכולה. תהליך זה זהה בין אם התוצאה הסופית היא אלכוהול או דלק ביולוגי.
לקטובצילוס הוא החיידק השכיח ביותר בשימוש בתסיסה של חומצת חלב. הסוכר הקיים בדגימות פרי מייצר באופן טבעי חומצה לקטית, שמורידה את רמת החומציות, ומפחיתה את מספר המיקרואורגניזמים שיכולים לצמוח. זה משמר באופן יעיל אוכל. זה נפוץ בשימוש בכבישה וגם בייצור של יוגורט ומזון מותסס כמו כרוב כבוש וקימצ'י.
חיידקי חומצת חלב נמצאים באופן טבעי במזונות מסוימים ומשמשים בעיקר כ"מתחילים ", כלומר הם מתחילים את תהליך התסיסה. הפחמימות שכבר נמצאות במזון ממשיכות את התגובה. זו הסיבה שגבינות "שהתיישנו במשך כמויות זמן שונות יש טעמים שונים.
תסיסה של חומצה אלכוהולית לעומת חלב
תסיסה של אלכוהול היא תגובה כימית המשתמשת בשמרים ובסוכר כדי לייצר אנרגיה, אותה אתה יכול לראות כפתרון; זה יכול להיות אירובי או אנאירובי (עבודה בנוכחות או בהיעדר חמצן). לאחר הסרת הפחמן הדו-חמצני, אז מופחת האצטלדהיד המתקבל ליצירת אתנול. שמרים אינם יכולים לחילוף חומרים של אתנול; מבחינת תאי האב, מדובר במוצר פסולת.
ניתן להגדיר תסיסה של חומצה לקטית כתהליך שמתרחש לאחר גליקוליזה בנשימה אנאירובית. אנזים הנקרא לקטט דהידרוגנאז מביא תגובה לתחילת הגליקוליזה ויוצר לקטט בתהליך.
לקטט זה מתבטא בחומצה לקטית וממשיך להצטבר בתאי שריר עד להחדרת החמצן והנשימה אירובית חוזרת. ("פרוטונאט" פירושו להוסיף פרוטון לאטום או למולקולה אחרת, היוצר קשר והופך את הלקטט לחומצה.) תסיסה לקטית מתרחשת דרך הנשמה אנאירובית, המופיעה כאשר יש חוסר בחמצן באורגניזם. זה מונע משרירים לקבל אנרגיה מהנשימה התאית.
בעיקר, תסיסה של חומצת חלב שונה מתסיסה אתילית באלכוהול בכך שחומצה לקטית, ולא אתנול, היא תוצר הלוואי המתקבל. כאשר הם נחשפים לחמצן, מולקולות חומצת חלב מתפרקות לפחמן דו חמצני ומים. כאשר משתמשים בהם בייצור מזון, חומצה לקטית זו מפרקת סוכרים, ומונעת מקלקול של מזון.
תסיסה של אלכוהול יכולה להתרחש בסביבות גם עם וגם בלי חמצן, עם תוצאות שונות.
השפעות חומצה לקטית על הגוף
כאב שרירים שחווה לאחר אימון נגרם כתוצאה מהצטברות חומצת חלב. עם פעילות קבועה, הריאות יכולות לעמוד בדרישות החמצן בגוף, אך במהלך האימון נדרשת אנרגיה רבה יותר. זה משאיר חמצן במחסור, כך הנשימה האנאירובית מתחילה. זה לא יעיל כמו הנשימה אירובית, והתהליך מביא לייצור חומצה לקטית.
למרות שנחשבים לעיתים קרובות כפסולת, חומצה לקטית ממוחזרת לאחר מכן דרך הכבד, שם היא מומרת חזרה לגלוקוזה. במקרים מסוימים הצטברות של חומצה לקטית יכולה לגרום לבחילה, קשיי נשימה וחולשה. כאשר לגוף אין זמן להתאושש, גבישים של חומצת שתן עשויים להצטבר על המפרקים, ולגרום לכאבים המכונים צנית.