Το ψωμί σας περιέχει αλκοόλ;

Η μαγιά χρησιμοποιείται για την παρασκευή ψωμιού, μπύρας και κρασιού. Το φαινόμενο Crabtree ορίζει την αερόβια αναπνοή ως τη διάσπαση της γλυκόζης σε αιθανόλη και διοξείδιο του άνθρακα. Δεδομένου ότι η αιθανόλη είναι πτητική, εξατμίζεται, αλλά αφήνει πίσω μια υπολειμματική ποσότητα που ενισχύει τη γεύση του ψωμιού.

Ο κύριος παίκτης στην παραγωγή ψωμιού είναι η μαγιά . Ένας μονοκύτταρος μονοκύτταρος οργανισμός που ονομάζεται Saccharomyces cerevisiae είναι το αστέρι και χρειάζεται τροφή, ζεστασιά και υγρασία για να ζήσει. Τι γίνεται όμως με το οξυγόνο—πώς το διαχειρίζονται αυτό;

Είτε το πιστεύετε είτε όχι, μπορούν να αναπνεύσουν με ή χωρίς οξυγόνο, εφόσον υπάρχει διαθέσιμη τροφή.

Τώρα, ας ρίξουμε μια πιο βαθιά ματιά για να κατανοήσουμε καλύτερα την παρουσία αλκοόλ στο ψωμί.

Από το ψωμί, την μπύρα στο κρασί (Φωτογραφία :Kateryna Kon/Shutterstock)

Αναπνοή και παραγωγή ενέργειας

Η αναπνοή είναι μια χημική διαδικασία που συμβαίνει σε κυτταρικό επίπεδο για την παραγωγή ενέργειας με τη μορφή μορίων ATP. Η διαδικασία της αναπνοής συμβαίνει κυρίως στα μιτοχόνδρια.

Ωστόσο, μια λιγότερο ενεργειακά αποδοτική διαδικασία μπορεί να συμβεί στο κυτταρόπλασμα (το υγρό που υπάρχει μέσα σε ένα κύτταρο).

Επιβίωση με ή χωρίς οξυγόνο (Photo Credit :All DM/Shutterstock)

Τύποι αναπνοής

Η γλυκόζη έχει δύο προορισμούς μέσα στο κύτταρο—έναν στο κυτταρόπλασμα και τον άλλο στα μιτοχόνδρια.

Στο κυτταρόπλασμα, το μόριο των 6 άνθρακα (C6H12O6) μπορεί να υποβληθεί σε αναερόβια ζύμωση για να σχηματίσει γαλακτικό οξύ και 2 μόρια ATP. Αυτό ονομάζεται φαινόμενο Παστέρ και εμφανίζεται ως:

Γ 6 H 12 Ο 6 → 2C3H6O3 + 2 ATP Μύες

(Γλυκόζη) (Γαλακτικό οξύ)

Η γλυκόζη παρουσία περίσσειας οξυγόνου εξακολουθεί να υφίσταται ζύμωση με μια διαδικασία που ονομάζεται αερόβια ζύμωση για να σχηματίσει αιθανόλη και διοξείδιο του άνθρακα. Αυτό ονομάζεται φαινόμενο Crabtree .

Η αναερόβια ζύμωση έχει θεωρηθεί ως ο τρόπος ζωής της μαγιάς, είτε πρόκειται για φουσκωμένο ψωμί είτε για αφρό μπύρας. Ωστόσο, είναι αλήθεια ότι η αναερόβια ζύμωση είναι ο λόγος για τον σχηματισμό αιθανόλης και διοξειδίου του άνθρακα;

Ας προσπαθήσουμε να κατανοήσουμε τον αναερόβιο μεταβολισμό της ζύμης μέσω του φαινόμενου Παστέρ και το φαινόμενο Crabtree .

Κατανόηση του εφέ Παστέρ

Σύμφωνα με τον Παστέρ, το οξυγόνο αναστέλλει τη διαδικασία ζύμωσης. Έδειξε ότι ο αερισμός στη ζύμη αυξάνει τη συγκέντρωση οξυγόνου, η οποία αυξάνει την ανάπτυξη των κυττάρων, αλλά μειώνει τον ρυθμό ζύμωσης, δηλαδή την παραγωγή αλκοόλης.

Αυτό δεν ισχύει για τη ζύμωση σε μαγιά, η οποία υποτίθεται κομψά από το φαινόμενο Crabtree.

Η υπόθεση του Παστέρ για την αναερόβια ζύμωση (Φωτογραφία :BlueRingMedia/Shutterstock)

Κατανόηση του εφέ Crabtree

Στις ζύμες, η θεωρία ότι το οξυγόνο αναστέλλει τη ζύμωση ισχύει μόνο όταν η παροχή τροφής είναι περιορισμένη. Παρουσία περίσσειας τροφής, το οξυγόνο δεν αναστέλλει τη ζύμωση και η αιθανόλη παράγεται αποτελεσματικά, αλλά όταν η τροφή περιορίζεται, η μαγιά επιλέγει την αερόβια αναπνοή για να δημιουργήσει 32 μόρια ATP.

Ακόμη και σε περιπτώσεις περίσσειας οξυγόνου, η ζύμη θα επιλέξει 2 ATP αντί για 32 μόρια ATP από τον κύκλο TCA και την αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων. Αυτό το φαινόμενο είναι πιθανώς μια εξελικτική διαδικασία για την παραγωγή αιθανόλης ως αντισηπτικό έναντι άλλων μικροοργανισμών.

Έχει διαπιστωθεί ότι η μαγιά τείνει να παράγει αλκοόλ, ακόμη και σε περίσσεια οξυγόνου, εφόσον υπάρχει διαθέσιμη τροφή. Τώρα, θα πρέπει να επιστρέψουμε στην ερώτησή μας «το ψωμί μας περιέχει αλκοόλ;»

Τόσο το ψωμί όσο και η μπύρα χρησιμοποιούν το ίδιο Saccharomyces σε αερόβια ζύμωση, άρα περιέχουν αλκοόλ. Τι γίνεται όμως με το αλκοόλ στο ψωμί; Το αλκοόλ στη ζύμη εξατμίζεται λόγω της υψηλής θερμοκρασίας κατά το ψήσιμο, αλλά έχει αναφερθεί ότι το ψωμί περιέχει αλκοόλη που περισσεύει έως και 1,9%. Αυτή η υπολειμματική αιθανόλη ενισχύει τη γεύση του ψωμιού.

Ναι, το ψωμί μας μπορεί να περιέχει ίχνη αιθανόλης, κάτι που κάνει την εμπειρία μας στο sniffing να αξίζει τον κόπο.

Η ζυμωτική απόδοση των κυττάρων ζύμης, μαζί με την αντίδραση Maillard, οδηγεί στην τελική ποιότητα του ψωμιού. Το CO2, η αιθανόλη και άλλοι μεταβολίτες κάνουν το ψωμί αναμφισβήτητα νόστιμο.

Συμπέρασμα

Είναι εκπληκτικό ότι η μονοκύτταρα μαγιά μπορεί να κάνει κρασί, μπύρα και ψωμί. Είναι σημαντικό να κατανοήσουμε ότι αυτή η αναερόβια ζύμωση επιτυγχάνεται μέσω του φαινομένου Crabtree. Η αντίδραση CO2, αιθανόλης και Maillard είναι ο λόγος πίσω από το ευχάριστο και ελκυστικό άρωμα του ψωμιού.