Ο μεταβολισμός είναι το σύνολο των βιοχημικών αντιδράσεων που πραγματοποιούνται στα κύτταρα των ζωντανών οργανισμών και περιλαμβάνει όλες εκείνες τις βιοχημικές διαδικασίες, που εμπλέκονται στην παραγωγή και στην απελευθέρωση της ενέργειας. Με άλλα λόγια, ο μεταβολισμός είναι η διεργασία κατά την οποία η ενέργεια που είναι αποθηκευμένη στις τροφές, μετατρέπεται σε κατάλληλη μορφή τόσο για να αποθηκευτεί στον οργανισμό όσο και για την παραγωγή ωφέλιμου έργου από αυτόν.
Ο μεταβολισμός διακρίνεται σε δύο διεργασίες, τον καταβολισμό και τον αναβολισμό. Ο καταβολισμός περιλαμβάνει τις αντιδράσεις διάσπασης πολύπλοκων ουσιών σε απλούστερες, με παράλληλη συνήθως απόδοση ενέργειας. Ο αναβολισμός περιλαμβάνει τις αντιδράσεις σύνθεσης πολύπλοκων χημικών ουσιών. Για την πραγματοποίηση των αντιδράσεων σύνθεσης καταναλώνεται συνήθως ενέργεια. Οι καταβολικές, δηλαδή, αντιδράσεις αποδίδουν ενέργεια (εξώθερμες), ενώ οι αναβολικές απορροφούν ενέργεια (ενδόθερμες).
Η ενέργεια που παράγεται στα κύτταρα των οργανισμών αποθηκεύεται στους χημικούς δεσμούς των βιομορίων. Για να σχηματιστούν αυτοί οι δεσμοί απαιτείται ενέργεια την οποία αποδίδουν στο περιβάλλον.
Εν προκειμένω, όλες οι μεταβολικές αντιδράσεις πραγματοποιούνται σε διάφορα χρονικά στάδια, όπου δημιουργούνται ή διασπώνται βαθμιαία χημικές ενώσεις. Κάθε τέτοιο στάδιο της «μεταβολικής οδού» καταλύεται από διαφορετικό κάθε φορά ένζυμο, η δομή του οποίου φέρεται να κωδικοποιείται από συγκεκριμένο γονίδιο. Το δε τελικό προϊόν κάθε τέτοιας διαδικασίας ονομάζεται μεταβολίτης.
Ζύμωση
Η ζύμωση (fermentation) είναι μια μεταβολική διαδικασία που προκαλεί χημικές αλλαγές σε οργανικές ουσίες μέσω της δράσης των μικροοργανισμών και των ενζύμων. Στη βιοχημεία, ορίζεται στενά ως η εξαγωγή ενέργειας από υδατάνθρακες απουσία οξυγόνου. Στην παραγωγή τροφίμων, μπορεί να αναφέρεται ευρύτερα σε οποιαδήποτε διαδικασία κατά την οποία η δραστηριότητα μικροοργανισμών επιφέρει μια επιθυμητή αλλαγή σε ένα τρόφιμο ή ποτό. Η ζύμωση είναι μια φυσική διαδικασία που εφαρμόζεται κατά την παραγωγή του ψωμιού.
Η ζύμωση που συμβαίνει στην αρτοποίηση, είναι μια μεταβολική διαδικασία κατά την οποία ένας μικροοργανισμός μετατρέπει έναν υδατάνθρακα, όπως το άμυλο σε αλκοόλη ή οξύ. Πιο συγκεκριμένα, η μαγιά με τον σακχαρομύκητα S. Cerevisiae εκτελεί ζύμωση για να αποκτήσει ενέργεια μετατρέποντας τους υδατάνθρακες σε απλά σάκχαρα, αλκοόλη και διοξείδιο του άνθρακα. Εκτός από τη μαγιά, τα γαλακτικά και οξικά βακτήρια μπορούν να πραγματοποιήσουν ζύμωση, μετατρέποντας τους υδατάνθρακες σε γαλακτικό και οξικό οξύ.
Η χημική αντίδραση που συμβαίνει κατά τη μεταβολική δραστηριότητα των ζυμομυκήτων αναφέρεται με απλοποιημένο τρόπο παρακάτω:
C 6 H 12 O 6 (γλυκόζη) → 2 C 2 H 5 OH (αιθανόλη) + 2 CO 2 (διοξείδιο του άνθρακα)
Η απλοποιημένη χημική αντίδραση για την παραγωγή γαλακτικού οξέος ή οξικού οξέος από τη γλυκόζη και την αιθανόλη αντίστοιχα είναι:
C 6 H 12 O 6 (γλυκόζη) → 2 CH 3 CHOHCOOH (γαλακτικό οξύ)
C 2 H 5 OH (αιθανόλη) → CH3COOH (οξικό οξύ) + (H2O) νερό
Προζύμι
Το προζύμι αποτελεί τον αρχαιότερο τρόπο φυσικής ζύμωσης του ψωμιού. Η διόγκωση των αρτοσκευασμάτων που παρασκευάζονται αποκλειστικά με προζύμι βασίζεται στη δράση της “άγριας μαγιάς” που δεν είναι τίποτα άλλο από αυτόχθονες ή προ υπάρχοντες μικροοργανισμούς, και όχι στην παρουσία της εμπορικής μαγιάς.
Προσδιορισμός του όρου «προζύμι»
Ένα προζύμι βασίζεται στη ζύμωση που λαμβάνει χώρα σε ένα μείγμα από αλεύρι και νερό. Η ζύμωση επιτυγχάνεται από τη φυσική μικροχλωρίδα του αλεύρου και του περιβάλλοντος. Η αρχική μικροχλωρίδα απαρτίζεται από έναν μεγάλο αριθμό βακτηρίων και ζυμομυκήτων (De Vuyst and Neysens, 2005).
Μικροοργανισμοί βρίσκονται παντού στη φύση, στον αέρα, στο έδαφος, στα φυτά, στις φλούδες των φρούτων. Σε αδρανή μορφή είναι δυνατόν να υπάρχουν στο ίδιο το αλεύρι καθώς και στο κουτάλι με το οποίο ανακατεύουμε τη ζύμη.
Το προζύμι είναι μία συμβιωτική καλλιέργεια βακτηρίων και ζυμομυκήτων. Υπάρχουν καταγεγραμμένα τουλάχιστον 1500 είδη μικροοργανισμών. Οι κυριότεροι μικροοργανισμοί που βρίσκονται στο προζύμι είναι ο σακχαρομύκητας (Saccharomyces Cerev) και τα βακτήρια (Lactid acid και Acetic acid bacteria). Ο σακχαρομύκητας είναι υπεύθυνος για τη διόγκωση, με την παραγωγή διοξειδίου του άνθρακα και αιθανόλης. Τα βακτήρια είναι υπεύθυνα για τη δημιουργία των οξέων και των αρωμάτων.
Μεταξύ αυτών των μικροοργανισμών διαδραματίζονται πολύπλοκες αλληλεπιδράσεις, όπου σταδιακά επέρχεται ισορροπία στη δραστηριότητα αυτών μέσα στο προζύμι, και στη συνέχεια καθιερώνεται σε ώριμα προζύμια.
Τα πολύπλοκα όξινα και γλυκά αρώματα που αγαπάμε σε ένα προζυμένιο ψωμί, είναι υποπροϊόντα της ζύμωσης. Ουσιαστικά, τα βακτήρια παράγουν οργανικά οξέα όπως το γαλακτικό οξύ και το οξικό οξύ που προσδίδουν όξινη γεύση στο προζυμένιο ψωμί ενώ οι ζύμες παράγουν κυρίως CO2 και άλλες πτητικές ενώσεις, όπως εστέρες και ανώτερες αλκοόλες. Και οι δύο ομάδες μικροοργανισμών τόσο οι ζύμες όσο και τα βακτήρια συμβάλλουν στη σύνθεση πολύπλοκων αρωματικών ενώσεων που χαρακτηρίζουν το προζύμι.
Διαβάστε περισσότερα εδώ.
