15 применений ферментации и как она используется

Подобно тайному алхимику природы, ферментация тонко превращает обычные ингредиенты в замечательные продукты. От утреннего кофе до вечернего бокала вина — это источник некоторых из самых популярных продуктов питания и напитков в мире, и это еще не все.

Прогрессивные достижения в области биотоплива, лекарств и даже косметики также являются результатом ферментации. Таким образом, ферментация повлияла на вашу жизнь больше, чем вы можете себе представить, независимо от того, являетесь ли вы гурманом, ученым или тем, кто пытается уменьшить свой углеродный след.

Это существенно влияет на наш мир, будь то создание вашего любимого напитка или развитие медицины. Поэтому в этом посте мы рассмотрим 15 удивительных применений ферментации, каждое из которых подчеркивает замечательную адаптивность и значимость этого процесса.

Но сначала;

Что такое ферментация?

Ферментация — это процесс метаболизма, в ходе которого микробы преобразуют сахара или другие органические молекулы в различные соединения, включая спирт, кислоты и газы.

Хотя это естественный процесс, люди нашли способы манипулировать им и контролировать его в собственных интересах, что привело к его разнообразному применению в таких разных секторах, как управление окружающей средой, продовольствие, медицина и энергетика.

15 применений и использования ферментации

Сегодня ферментация влияет на нашу жизнь такими способами, о которых мы и не подозревали: от ферментированных фармацевтических препаратов, которые вы, возможно, принимаете, до употребления пробиотических блюд для улучшения самочувствия.

Поэтому мы рассмотрим 15 различных и знаменательных применение ферментации во многих секторах, чтобы показать, как этот древний процесс все еще приносит нам пользу.

1. Консервирование продуктов питания

Даже до изобретения холодильников люди давно использовали ферментацию для хранения продуктов питания. Ферментация подавляет вредные бактерии, вызывающие порчу продуктов, тем самым обеспечивая более длительный срок хранения.

Рассмотрим, например, кимчи. Ферментация овощей, таких как капуста, в рассоле из чеснока, имбиря и перца чили создает это огненное корейское блюдо. Процесс ферментации придает капусте уникальный пикантный вкус, а также продлевает срок ее хранения. Подобно соленым огурцам и квашеной капусте, эти продукты сохраняются и получают свой характерный кислый вкус благодаря молочнокислому брожению, в ходе которого полезные бактерии превращают сахара в молочную кислоту.

Ферментация улучшает вкус, текстуру и пищевую ценность пищи, а также продлевает срок ее хранения. Продукты, которые ферментируются и богаты витаминами, минералами и полезными бактериями, поддерживающими здоровье кишечника, часто более питательны, чем их сырые аналоги. По этой причине ферментированные продукты, такие как темпе, мисо и ферментированная рыба, являются частью традиционных диет по всему миру.

2. Производство алкоголя

И когда вы думаете о брожении, первое, что приходит вам на ум, это алкоголь. На протяжении тысяч лет брожение было основой всех форм алкоголя, от вина и пива до виски и водки. Так как же брожение приводит к появлению алкоголя? Дрожжи преобразуют сахара в углекислый газ и спирт.

Процесс ферментации производит различные напитки. Он делает вино путем ферментации винограда и делает пиво из ячменя. Дрожжи добавляются в обоих случаях для преобразования углеводов зерна или фруктов в углекислый газ и спирт. В вине углекислый газ улетучивается в атмосферу, но в пиве он сохраняется, придавая напитку его характерную шипучесть.

Концентрация алкоголя в таких крепких напитках, как виски и ром, накапливается в процессе дистилляции, которая начинается с ферментированных жидкостей.

На протяжении столетий ферментация была неотъемлемой частью человеческой цивилизации, культуры и даже социальных ритуалов. Это фундаментальный процесс, который позволяет производить алкоголь.

3. Йогурт и сыр

Ферментация — еще один важный компонент молочной промышленности, который дает ряд сыров, кефира и йогурта. Но какова роль ферментации в молочных продуктах? С помощью полезных бактерий, таких как Bifidobacterium и Lactobacillus, лактоза, сахар в молоке, превращается в молочную кислоту. Эта молочная кислота придает ферментированным молочным продуктам их уникальный пикантный вкус и загущает молоко.

Например, чтобы сделать йогурт, молоко нагревают, чтобы уничтожить все нежелательные бактерии, прежде чем вы добавите определенные штаммы полезных бактерий для ферментации лактозы. Молоко превращается в густой, кремообразный продукт, полный пробиотиков, которые отлично подходят для здоровья кишечника, за считанные часы. Кефир — то же самое, но он содержит более широкий спектр микроорганизмов, что делает готовый продукт более терпким и игристым.

В отличие от этого, сыр является продуктом более сложного процесса ферментации. Здесь происходит свертывание молока бактериями и, иногда, плесенью, что придает ему вкус. Помните, что тип бактерий, продолжительность ферментации и условия, в которых выдерживается сыр, влияют на текстуру и вкус конечного продукта. Это касается как мягких, свежих сыров, таких как рикотта, так и выдержанных, твердых сыров, таких как чеддер и пармезан.

4. Выпечка

Вы были свидетелем брожения, если когда-либо пекли хлеб с нуля. Для приготовления хлеба используются дрожжи, которые являются микробами, ферментирующими сахара в муке и выделяющими углекислый газ, поэтому хлеб поднимается. Тесто расширяется из-за этого захваченного газа, придавая хлебу его пушистую текстуру.

Итак, что делает ферментация в выпечке? Она придает хлебу структуру и подъем, и он должен быть мягким и пушистым. Заквасочный хлеб является ярким примером ферментации, к большому удовольствию любителей углеводов. Он содержит молочнокислые бактерии и дикие дрожжи, полученные из муки и воздуха, в то время как обычный хлеб выпекается с использованием коммерческих дрожжей. Молочнокислые бактерии добавляют отчетливый кислый привкус, в то время как дикие дрожжи сбраживают сахара более постепенно, чем коммерческие дрожжи. Конечный продукт — это долговечный хлеб с уникальным вкусом и жевательной текстурой.

Интересно, что ферментация не только заставляет тесто подниматься во время выпечки, но и делает хлеб вкуснее и легче для усвоения. Мы также понимаем, что некоторые белки глютена повреждаются ферментацией, поэтому людям с чувствительным желудком следует рассмотреть возможность употребления хлеба на закваске с длительной ферментацией.

5. Фармацевтика

Помимо продуктов питания и напитков, ферментация является важной процедурой в фармацевтическом секторе. Исследователи и фармацевты используют ферментацию в производстве многих жизненно важных лекарств, таких как инсулин и антибиотики, такие как пенициллин. Что делает ферментация в этом контексте? Она культивирует клеточные культуры или микроорганизмы, которые дают важные лекарственные соединения.

Например, плесень Penicillium ферментируется для получения пенициллина, первого антибиотика, когда-либо обнаруженного. Плесень создает антибиотическое вещество в процессе ферментации, а затем его извлекают и очищают для использования в медицине. В том же ключе генетически модифицированные бактерии теперь часто используются для ферментации инсулина, гормона, используемого для лечения диабета.

Производство вакцин, в том числе от таких болезней, как ВПЧ и гепатит В, также преобразилось благодаря технологии ферментации. Фармацевтические компании могут массово производить белки, необходимые для вакцин, путем ферментации генетически модифицированных клеток. Благодаря этому вакцины теперь можно производить в больших количествах, что повышает их доступность и финансовую доступность для людей по всему миру. A биореактор ферментер из нержавеющей стали является одним из инструментов, используемых в этом процессе.

6. Биотопливо

Помимо продуктов питания и лекарств, ферментация играет важную роль в создании возобновляемой энергии. Почему ферментация происходит здесь? Как более чистая замена ископаемому топливу, она преобразует растительные материалы в биотопливо, такое как этанол.

Ферментация сахаров из таких культур, как кукуруза, сахарный тростник или даже сельскохозяйственные отходы, дает этанол. Дрожжи преобразуют углеводы в спирт во время ферментации. Затем он перегоняется для получения этанола. Смешивая этот этанол с бензином, можно получить более экологически чистое топливо, снижая выбросы парниковых газов и зависимость от нефти.

Кроме того, производство биотоплива на основе ферментации является растущим сектором, необходимым для решения глобальных энергетических и климатических кризисов. По мере развития технологий ученые даже изучают методы использования ферментации для создания бутанола и других видов биотоплива, которые в конечном итоге могут заменить реактивное топливо и дизельное топливо.

7. Кофе и шоколад

Вас может удивить, что и шоколад, и кофе используют ферментацию для создания своих глубоких, тонких вкусов. Кофейные ягоды проходят процесс ферментации после сбора урожая, чтобы извлечь внешнюю мякоть и дать зернам высохнуть. В этом случае, что делает ферментация? Она улучшает вкус кофейных зерен, расщепляя сахара и другие вещества фруктов.

Аналогично, после сбора урожая какао-бобы, которые используются для производства шоколада, ферментируются. Бобы складывают высоко и оставляют ферментироваться в течение нескольких дней в ходе этого процесса. Семена погибают под воздействием тепла, выделяемого во время ферментации, а бактерии и дрожжи расщепляют сахара в мякоти вокруг бобов. Развитие предшественников вкуса, которые будут высвобождаться во время обжарки и придавать шоколаду его отличительный вкус, зависит от этого шага.

Кофе и шоколад не имели бы того насыщенного вкуса, который делает их столь популярными во всем мире, если бы не происходило брожение.

8. Производство уксуса

Другим побочным продуктом ферментации, который идет на шаг дальше, является уксус. Резкий, терпкий вкус уксуса обусловлен уксуснокислыми бактериями, которые берут верх после ферментации, производят спирт и превращают его в уксусную кислоту. Почему здесь происходит ферментация? Она преобразует этанол в уксусную кислоту, второй этап процесса.

Для приготовления разных видов уксуса используются различные базовые ингредиенты. Например, яблочный сок ферментируется для получения сидра, который затем ферментируется в уксус для получения яблочного уксуса. После длительного процесса ферментации и выдержки виноград становится бальзамическим уксусом и постепенно приобретает глубокий, нюансный вкус.

Уксус имеет множество применений: от кулинарных, таких как маринады и заправки для салатов, до уборки дома и даже медицинских процедур. Этот легко адаптируемый ферментированный продукт приобретает дополнительную полезность благодаря своим сильным антибактериальным и консервирующим свойствам, обусловленным его кислотной природой.

9. Пробиотики

Пробиотики, которые являются активными бактериями и дрожжами, обеспечивают ряд преимуществ для здоровья, особенно для пищеварительной системы. Пробиотики в изобилии присутствуют в ферментированных продуктах, таких как йогурт, кимчи, квашеная капуста и кефир. Эти полезные микробы поддерживают сбалансированную кишечную флору, что повышает иммунитет, улучшает пищеварение и даже влияет на психическое здоровье. В этом случае, что делает ферментация? Она создает органическую среду, в которой пробиотики могут процветать.

Потребление ферментированных продуктов может помочь вам улучшить здоровье кишечника, вводя полезные бактерии, которые могут вытеснять вредные патогены. Для людей с расстройствами пищеварения, такими как воспалительное заболевание кишечника (ВЗК) или синдром раздраженного кишечника (СРК), это особенно важно.

Рынок пробиотиков в последние годы взорвался, и продукты и добавки, обогащенные пробиотиками, становятся все популярнее. Однако один из лучших и самых удобных способов получить полезные бактерии — это натурально ферментированные продукты.

10. Соевые продукты

Одна из самых популярных приправ в мире, соевый соус, производится в ходе сложного процесса ферментации, в котором участвуют как бактерии, так и дрожжи. Конечный продукт — пикантная, соленая и насыщенная жидкость, которая усиливает вкус широкого спектра продуктов.

Ну, ферментированные продукты из сои являются основными продуктами во многих азиатских культурах. Ферментация используется для приготовления темпе, мисо, натто и соевого соуса, каждый из которых имеет свой собственный вкус и набор полезных для здоровья свойств. Каков процесс ферментации в соевых продуктах? Их пищевой профиль, вкус и усвояемость улучшаются.

Например, для ферментации соевых бобов для создания темпе используется определенный вид плесени. По сравнению с неферментированной соей темпе легче усваивается и более питателен. Почему? Потому что процесс ферментации разрушает фитиновую кислоту в соевых бобах, которая может препятствовать усвоению минералов. Мисо, еще одна ферментированная соевая паста, является вкусной и питательной добавкой к супам и соусам, поскольку она богата пробиотиками и имеет сильный вкус умами.

11. Комбуча

Из-за его возможных полезных для здоровья свойств в последние годы все большую популярность приобретает комбуча — ферментированный чайный напиток. Комбуча производится путем двойной ферментации подслащенного чая с помощью SCOBY (симбиотическая культура бактерий и дрожжей). Что подразумевает ферментация комбучи? Комбуча приобретает свой пикантный вкус и шипучую текстуру в результате ферментации сахаров в спирт, который впоследствии ферментируется в кислоты.

Пробиотики, антиоксиданты и органические кислоты в изобилии содержатся в комбуче, что может помочь в детоксикации и здоровье кишечника. Многие люди клянутся, что комбуча — освежающий и полезный для здоровья напиток, хотя научные доказательства, подтверждающие некоторые из его предполагаемых полезных свойств для здоровья, все еще разрабатываются.

Рынок комбучи взорвался бесчисленными брендами и вкусами, начиная от гибискуса и ягод до имбиря и лимона. С правильными ингредиентами его также легко приготовить дома, что позволяет любителям ферментации создавать уникальные вкусовые сочетания.

12. Биоразлагаемые пластики

Ученые используют ферментацию для создания биоразлагаемых пластиков, поскольку беспокойство по поводу загрязнения пластиком продолжает расти. Биополимеры, такие как полимолочная кислота (PLA), который можно использовать для создания биоразлагаемых пластиковых изделий, используемых в нитевой подтяжке и косметической промышленности, может быть получен с помощью определенных бактерий, ферментирующих сахара или материалы на растительной основе.

Почему ферментация происходит именно здесь? Она предлагает устойчивую замену традиционному пластику, изготовленному из нефти.

Широкий спектр продукции, включая материалы для 3D-печати, одноразовые столовые приборы и упаковку, уже производится из PLA. PLA быстрее биоразлагается и поддается компостированию в промышленных условиях, в отличие от обычных пластиков, разложение которых может занять сотни лет.

Одним из многообещающих шагов в снижении пластиковых отходов и создании более устойчивого будущего является использование ферментации для создания биоразлагаемых пластиков. Чтобы создать биопластики, которые будут долговечными и экологически чистыми, исследователи все еще ищут инновационные методы улучшения процесса ферментации.

13. Альтернативы мясу

Ферментация заняла новую роль в создании заменителей мяса, поскольку растительные диеты и беспокойство о влиянии производства мяса на окружающую среду стали более популярными. Что делает ферментация в этом контексте? Она используется для производства растительных белков, которые имеют вкусы и текстуру, похожие на вкусы и текстуру настоящего мяса.

Традиционные растительные белки, такие как темпе, уже производятся путем ферментации, но они также используются свежими и креативными способами. Такие компании, как Beyond Meat и Impossible Foods, производят белок «гем», который придает их растительным бургерам мясной вкус, путем ферментации. Кроме того, некоторые компании создают белки, полученные путем ферментации, которые можно добавлять в ряд блюд на растительной основе.

Итак, ферментация является устойчивой альтернативой воздействию животноводства на окружающую среду для производства продуктов с высоким содержанием белка. Ферментация, вероятно, станет более значимой в создании новых продуктов, поскольку рынок заменителей мяса продолжает расширяться.

14. Управление отходами

Ферментация может использоваться как эффективная стратегия управления отходами для производства продуктов питания и топлива. Анаэробное сбраживание — ферментация, которая происходит без кислорода, расщепляет органические отходы на биогаз (смесь углекислого газа и метана). Но как ферментация используется при утилизации отходов? Она разлагает отходы и производит возобновляемую энергию.

Неудивительно, что анаэробное сбраживание также широко используется для обработки сельскохозяйственных отходов и как децентрализованная форма очистки сточных вод. Кроме того, оно все чаще используется для переработки пищевых отходов как в муниципальных, так и в промышленных условиях. Этот органический материал может использоваться для создания компоста в сельском хозяйстве, в то время как полученный биогаз обычно сжигается и используется в качестве источника тепла или электроэнергии.

Этот тип ферментации производит возобновляемый источник энергии, снижает выбросы парниковых газов и уменьшает количество отходов, которые выбрасываются на свалки. Это решение, которое приносит пользу устойчивости и управлению отходами.

15. Парфюмерия и косметика

Удивительно, но даже сегодня ферментация проникла в индустрию личной гигиены и косметики. Для улучшения функциональности и аромата некоторые ферментированные продукты, такие как шампуни и духи, применяются в косметологии.

Итак, какую роль играет ферментация в макияже? Она расщепляет ингредиенты на более мелкие, более биодоступные молекулы, способствуя более легкому усвоению кожей и волосами.

Поскольку ферментация увеличивает количество полезных соединений, таких как витамины, антиоксиданты и аминокислоты, предполагается, что ферментированные средства по уходу за кожей обладают лучшими увлажняющими и омолаживающими свойствами.

В следующий раз, когда вы проверите этикетку на сыворотке, креме, шампуне или кондиционере, вы можете обнаружить, что в их состав входит ферментированная рисовая вода, дрожжевые экстракты и ферментированные растительные компоненты.

Более того, некоторые натуральные ароматы в парфюмерии используют процесс ферментации. Примером таких ароматов являются мускусные ароматы, полученные из ингредиентов неживотного происхождения; растительные материалы ферментируются для получения ароматов.

Заключение

Что такое ферментация? Ферментация — один из самых адаптивных и преобразующих процессов в природе, его применение простирается от консервации продуктов до возобновляемой энергии и лекарств, спасающих жизни. Этот простой, но мощный биологический процесс формировал человеческую цивилизацию на протяжении тысяч лет и по-прежнему имеет важное значение для современной промышленности и технологий.

Ферментация, как ожидается, продолжит играть важную роль в нашем мире, будь то помощь в разработке устойчивых материалов, улучшение здоровья человека или снижение нашей зависимости от ископаемого топлива. Так что в следующий раз, когда вы нанесете свой любимый продукт по уходу за кожей, съедите ломтик хлеба на закваске или выпьете бокал вина, остановитесь и подумайте об удивительном процессе ферментации, который сделал все это возможным.

Готовы ли вы использовать силу ферментации?

Если вы хотите улучшить свой процесс ферментации для производства продуктов питания, лекарств или биотоплива, вам не нужно искать дальше, чем Bailun Biotechnology. Мы предоставляем все необходимое для полной реализации потенциала ферментации в вашем секторе, включая первоклассные ферментеры, созданные для точности, эффективности и масштабируемости.

Исследовать наш выбор ферментеров разработаны с учетом ваших уникальных требований. Свяжитесь с Bailun Biotechnology прямо сейчас!

Используйте передовые технологии ферментации и начните прямо сейчас!