발효 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전 발효 위키백과, 우리 모두의 백과사전. 둘러보기로 가기 검색하러 가기 발효가 진행 중인 장면. CO2의 발생은 발효 혼합물 위에 거품을 형성한다. 발효 ( [UNK] [UNK], 영어 : fermentation ) 는 넓은 의미로는 미생물이나 균류 등을 이용해 육종하는 과정을 말하고, 좁은 의미로는 산소 없이 당을 분해해서 에너지를 얻는 대사 과정을 말한다. 발효의 생성물은 유기산, 가스 또는 알코올이다. 발효는 효모와 세균에서 일어나고, 또한 젖산 발효의 경우처럼 산소가 결핍된 근육세포에서도 일어난다. 발효의 과학은 발효학 ( zymology ) 으로 알려져 있다. 미생물에서 발효는 유기 영양소를 혐기적으로 분해하여 ATP를 생산하는 주요 수단이다. [ 1 ] 사람은 신석기 시대부터 식량과 음료를 생산하기 위해 발효를 이용해 왔다. 예를 들어 발효는 피클, 김치, 요구르트와 같은 신맛이 나는 음식에서 보존을 위해 젖산을 생성하는 과정에서 사용되며, 포도주, 맥주와 같은 주류를 생산하는 데에도 사용된다. 발효는 사람을 포함한 모든 동물의 위장관 내에서 일어난다. [ 2 ] 목차 1 어원 2 정의 3 발효와 부패의 차이 4 생물학적인 역할 5 생화학적 개요 6 생성
에 ), 산소를 사용하지 않고서는 더 이상 대사될 수 없기 때문에 노폐물로 간주한다. 발효는 일반적으로 혐기성 환경에서 일어난다. 산소 ( O2 ) 가 존재하면 NADH와 피루브산은 산소호흡에서 ATP를 생성하는데 사용된다. 이것은 산화적 인산화라고 하며, 해당과정만 사용하는 것보다 더 많은 ATP를 생성한다. 이러한 이유로 산소를 이용할 수 있을 때 발효는 거의 사용되지 않는다. 그러나, 산소가 충분히 존재하더라도 Saccharomyces cerevisiae 와 같은 일부 효모 균주는 당의 적절한 공급이 있는 한 산소호흡보다 발효를 더 선호한다 ( 크랩트리 효과로 알려진 현상 ). [ 11 ] 일부 발효 과정에는 산소를 견딜 수 없는 절대혐기성 미생물이 포함된다. 효모는 발효를 통해 맥주, 포도주 및 다른 알코올 음료에 들어있는 에탄올을 생성한다. 세균은 발효를 통해 잔탄검을 생성한다. 생성물 [ 편집 ] 에탄올 [ 편집 ] 이 부분의 본문은 에탄올 발효입니다. 에탄올 발효의 개요. 에탄올 발효에서 1분자의 포도당은 2분자의 에탄올과 2분자의 이산화 탄소로 변환된다. [ 12 ] [ 13 ] 에탄올 발효는 빵 반죽을 부풀
생산하는 데에도 사용된다. 발효는 사람을 포함한 모든 동물의 위장관 내에서 일어난다. [ 2 ] 목차 1 어원 2 정의 3 발효와 부패의 차이 4 생물학적인 역할 5 생화학적 개요 6 생성물 6. 1 에탄올 6. 2 젖산 6. 3 수소 가스 7 발효 공정의 유형 7. 1 비연속 발효 7. 2 유가 배양식 발효 7. 3 개방 발효 7. 4 연속 발효 8 발효 이용의 역사 9 발효차 10 같이 보기 11 각주 12 외부 링크 어원 [ 편집 ] " 발효 ( ferment ) " 라는 단어는 끓이다는 뜻의 라틴어 동사인 " fervere " 에서 파생되었다. 발효라는 말은 14세기 후반에 연금술에서 최초로 사용된 것으로 생각되지만, 넓은 의미에서의 사용에 한정된다. 발효라는 말은 대략 1600년대까지 현대 과학적인 의미로는 사용되지 않았다. 정의 [ 편집 ] 아래는 몇몇 발효의 정의들로 비공식적이며 일반적인 사용에서부터 좀더 과학적인 정의에 이르기까지 다양하다. [ 3 ] 미생물을 통한 식품의 보존 방법 ( 일반적인 사용 ). 주류 또는 산성의 유제품을 생산하는 과정 ( 일반적인 사용 ). 공기와 함께 또는 공기없이 일어나는 대규모의 미생물 공정 ( 산업계에서 일반적으로 사용되는 정의 ). 혐기성 조건
에탄올 발효입니다. 에탄올 발효의 개요. 에탄올 발효에서 1분자의 포도당은 2분자의 에탄올과 2분자의 이산화 탄소로 변환된다. [ 12 ] [ 13 ] 에탄올 발효는 빵 반죽을 부풀게 하는데 사용되는데 발효시 발생하는 이산화 탄소는 빵 반죽을 팽창시킨다. [ 14 ] [ 15 ] 포도주, 맥주, 증류주와 같은 주류에 들어있는 에탄올은 술에 취하게 만드는 물질이다. [ 16 ] 사탕수수, 옥수수, 사탕무를 포함한 공급 원료의 에탄올 발효를 통해 가솔린에 첨가되는 에탄올을 생산한다. [ 17 ] 금붕어와 잉어를 비롯한 어류의 일부 종에서는 산소가 부족할 때 에탄올 발효를 통해 에너지를 공급한다 ( 젖산 발효와 함께 ). [ 18 ] 그림은 에탄올 발효 과정을 보여준다. 에탄올 발효에서 먼저 1분자의 포도당은 해당과정을 거치면서 2분자의 피루브산으로 분해된다. 이러한 발열반응에서 방출된 에너지는 ATP를 생성하고, NAD를 NADH로 전환시키는데 사용된다. 2분자의 피루브산은 2분자의 아세트알데하이드와 2분자의 이산화 탄소로 분해된다. 아세트알데하이드는 NADH로부터 에너지, 전자, 수소를 얻어 에탄올로 환원되고,
일반적인 사용 ). 주류 또는 산성의 유제품을 생산하는 과정 ( 일반적인 사용 ). 공기와 함께 또는 공기없이 일어나는 대규모의 미생물 공정 ( 산업계에서 일반적으로 사용되는 정의 ). 혐기성 조건 하에서만 일어나는 에너지 방출 대사 과정 ( 보다 과학적인 정의 ). 당이나 다른 유기물로부터 에너지를 방출하는 대사 과정으로 산소 ( O2 ) 나 전자전달계를 필요로 하지 않으며 최종 전자수용체로 유기물을 사용한다 ( 가장 과학적인 정의 ). 발효와 부패의 차이 [ 편집 ] 호흡 기질의 분해 산물이 사람에게 유용하면 발효, 악취나 독성 등으로 사람에게 해를 끼치면 부패라고 부르지만 과학적으로는 발효와 부패는 동일하다. 부패란 미생물이 유기물을 분해할 때 악취를 내거나 유독물질을 생성하는 경우를 말한다. 이는 부패 세균에 의해서 일어나는데 발효와 부패는 모두 미생물에 의한 유기물의 분해현상이다. 생물학적인 역할 [ 편집 ] 발효는 분자에서 에너지를 추출하는 방법으로 모든 세균과 진핵생물에서 유일하게 공통적인 대사 방식이다. 따라서 발효는 산소가 없는 환경에 적합한 대사 과정으로 가장 오래된 대사 경로로 간주된다. [ 4 ] : 389 균류의 일종인 효모는 과일 껍질, 곤충과 포유류의 소화관, 심해에 이르
[ 40 ] 특정 유형의 미생물이 특정 유형의 발효 및 특정 최종 산물을 야기한다는 것을 정확하게 보여주었다. 살아있는 미생물의 작용의 결과로 발효가 일어난다는 것을 보여주는 것은 획기적이었지만, 발효 과정의 기본적인 성질을 설명하지는 못하였다. 파스퇴르를 포함한 많은 과학자들은 효모에서 발효 효소를 추출하는데 실패했다. [ 40 ] 1897년 독일의 화학자 에두아르트 부흐너는 발효 효소를 추출하는데 성공하였는데, 부흐너는 효모를 갈아서 효모 추출액을 얻은 후, " 죽은 " 효모 추출액이 마치 " 살아있는 " 효모와 흡사하게 설탕 용액을 발효시켜 이산화 탄소와 알코올을 만드는 것을 보고 크게 놀랐다. [ 41 ] 부흐너의 발효 과정에 대한 연구 결과는 생화학의 시작으로 간주된다. 비조직화된 발효 효소들은 조직화된 것처럼 행동했다. 이때부터 효소 ( enzyme ) 이라는 용어는 모든 발효물에 적용되었다. 그런 다음 발효가 미생물에 의해 생성된 효소에 의해 유발된다는 것을 알게 되었다. [ 42 ] 부흐너는 자신의 연구성과를 인정받아 1907년 노벨 화학상을 수상했다. [ 43 ] 미생물학 및 발효 기술의
생성된 효소에 의해 유발된다는 것을 알게 되었다. [ 42 ] 부흐너는 자신의 연구성과를 인정받아 1907년 노벨 화학상을 수상했다. [ 43 ] 미생물학 및 발효 기술의 발전은 현재까지 꾸준히 계속되어 왔다. 예를 들어, 1930년대에는 물리적, 화학적 처리로 돌연변이가 된 미생물이 높은 수율, 빠른 성장, 산소 부족에 대한 내성, 보다 농축된 배지를 사용할 수 있다는 사실이 밝혀졌다. [ 44 ] [ 45 ] 균주 선택과 잡종화 기술 또한 개발되어 대부분의 현대 발효 식품에 영향을 미쳤다. 발효차 [ 편집 ] 발효차 ( [UNK] [UNK] [UNK] ) 는 일반적인 미생물에 의한 발효가 아니라 차잎에 함유된 산화 효소에 의해 산화 처리한 차이다. 미생물이 작용하지 않으므로 진정한 발효는 아니다. 산화정도에 의해 차의 종류가 여러가지로 나뉜다. 홍차, 보이차는 완전발효, 우롱차는 반발효차이다. 같이 보기 [ 편집 ] 무산소 호흡 발효식품 젖산 발효 에탄올 발효 아세톤 - 뷰탄올 - 에탄올 발효 프로피온산 발효 ( 프로피온산균 ) 메테인 발효 ( 메테인 세균 ) 수소 발효 글리세롤 발효 각주 [ 편집 ] ↑ 가 나 Klein, Donald W. ; Lansing M
발효는 산소가 없는 환경에 적합한 대사 과정으로 가장 오래된 대사 경로로 간주된다. [ 4 ] : 389 균류의 일종인 효모는 과일 껍질, 곤충과 포유류의 소화관, 심해에 이르기까지 미생물이 살아갈 수 있는 거의 모든 환경에서 발견되며, 당이 풍부한 물질을 에탄올과 이산화 탄소로 전환시키면서 에너지를 얻는다. [ 5 ] [ 6 ] 발효를 위한 기본 메커니즘은 고등 생물체의 모든 세포에 존재한다. 포유류의 근육은 강렬한 운동시에 산소 공급이 제한되므로 발효를 수행하게 되고, 그 결과 젖산이 생성된다. [ 7 ] : 63 무척추동물에서 발효는 석신산과 알라닌을 생성한다. [ 8 ] : 141 발효 세균은 소의 반추위와 같은 소화기관 및 담수 퇴적물에 이르는 서식지에서 메테인 생산에 필수적인 역할을 한다. 세균들은 수소, 이산화 탄소, 포름산, 아세트산, 카복실산들을 생산한다. 그리고 미생물들은 이산화 탄소와 아세트산을 메테인으로 전환시킨다. 아세트산 생성 세균은 산을 산화시켜 더 많은 아세트산과 수소, 포름산을 생성한다. 마지막으로, 고세균역에 속한 메테인 생성균은 아세트산을 메테인으로 전환시
루브산은 2분자의 아세트알데하이드와 2분자의 이산화 탄소로 분해된다. 아세트알데하이드는 NADH로부터 에너지, 전자, 수소를 얻어 에탄올로 환원되고, NADH는 NAD로 산화되는데, 이러한 주기는 반복된다. 이 반응은 피루브산 탈카복실화효소와 알코올 탈수소효소에 의해 촉매된다. [ 12 ] 젖산 [ 편집 ] 이 부분의 본문은 젖산 발효입니다. 젖산 발효는 가장 간단한 형태의 발효이다. 해당과정에서 생성된 피루브산은 [ 19 ] 간단한 산화환원반응을 거쳐 젖산을 형성한다. [ 20 ] [ 21 ] 젖산 발효는 부산물로 가스를 생산하지 않는 유일한 호흡 과정이기 때문에 특이하다. 전체적으로 1분자의 포도당 ( 또는 다른 6탄당 ) 은 2분자의 젖산으로 전환된다. C6H12O6 → 2 CH3CHOHCOOH 젖산 발효는 혈액이 산소를 공급할 수 있는 것보다 빠르게 에너지를 소모할 때 동물의 근육에서 일어난다. 또한 젖산 발효는 일부 세균 ( 예 : 젖산균 [ 22 ] ) 과 일부 균류에서도 일어난다. 유산균은 요구르트에서 젖당을 젖산으로 전환시켜서 신맛을 내게하
지 않는다. 또한 지수적인 성장기를 연장하고 부산물을 연속적으로 제거함으로써 부산물이 반응을 억제하는 것을 방지한다. 그러나 연속 발효는 정상 상태를 유지하면서 오염을 피하는 것이 어렵고, 장치의 설계가 복잡해지는 경향이 있다. [ 25 ] 일반적으로 발효기는 비연속 발효보다 더 경제적인데 500시간 이상을 작동시켜야 한다. [ 27 ] 발효 이용의 역사 [ 편집 ] 신석기 시대부터 술을 만들기 위해 발효를 사용해 왔다. 이에 대한 기록은 기원전 7000 ~ 6600년 사이에 중국 지아후의 문서, [ 28 ] 기원전 5000년 인도의 아유르베다에 많은 약용 포도주에 대한 언급, 기원전 6000년의 조지아, [ 29 ] 기원전 3150년의 고대 이집트, [ 30 ] 기원전 3000년 바빌론, [ 31 ] 기원전 2000의 스페인 정복 이전의 멕시코, [ 31 ] 기원전 1500년의 수단 [ 32 ] 에서 찾아볼 수 있다. 발효 식품은 유대교와 기독교에서 종교적으로 중요하다. 발트 신화에 등장하는 " Rugutis " 는 발효의 신으로 숭배받았다. [ 33 ] [ 34 ] 실험실에서 연구 중인 루이 파스퇴르 1837년에 카냐르 드 라 투르 ( Charles Cagniard de la Tour ), 테오도어 슈반 ( Theodor Sch
발효(醱酵, 영어: fermentation)는 넓은 의미로는 미생물이나 균류 등을 이용해 육종하는 과정을 말하고, 좁은 의미로는 산소 없이 당을 분해해서 에너지를 얻는 대사 과정을 말한다. 발효의 생성물은 유기산, 가스 또는 알코올이다. 발효는 효모와 세균에서 일어나고, 또한 젖산 발효의 경우처럼 산소가 결핍된 근육 세포에서도 일어난다. 발효의 과학은 발효학(영어: zymology)으로 알려져 있다. 미생물에서 발효는 유기 영양소를 혐기적으로 분해하여 ATP를 생산하는 주요 수단이다. 사람은 신석기 시대부터 식량과 음료를 생산하기 위해 발효를 이용해 왔다. 예를 들어 발효는 피클, 김치, 요구르트와 같은 신맛이 나는 음식에서 보존을 위해 젖산을 생성하는 과정에서 사용되며, 포도주, 맥주와 같은 주류를 생산하는 데에도 사용된다. 발효는 사람을 포함한 모든 동물의 위장관 내에서 일어난다.