生物進行各種各樣的活動 代謝過程 目的是為了獲取能量。此類過程的可見結果是： 轉型這被定義為化合物的條件和特性改變。你可能在周圍的許多事物中都觀察到這個過程，儘管並非所有的降解過程都是發酵的。例如你把牛奶盒放在冰箱外面，細菌… 乳酸菌 它把你的鮮牛奶弄酸了。順便說一句，這種反應的產物並不總是壞的：你晚餐時喝的那杯葡萄酒就是葡萄汁發酵的產物。
發酵轉化 醣類 在乙醇類產品中，醣類會轉化為乙醇，通常伴隨著酸的生成，從而產生特有的「酸味」。在乳酸發酵中，這些醣類主要轉化為乙醇。 乳酸是許多發酵食品特有酸性的來源。
從發酵到乳酸發酵
發酵是一種 厭氧化學反應 （無氧發生）由微生物（細菌和酵母菌）進行。科學家路易·巴斯德將某些食品中的這種降解過程與微生物作用聯繫起來。隨著時間的推移，微生物學已經證明： 發酵類型 （由最終產品決定）取決於所涉及的微生物。
在 乳酸發酵 乳酸菌參與其中，包括以下菌種： 乳酸桿菌葡萄糖分解的主要結果是 乳酸 而且，根據路線的不同，也 二氧化碳 以及其他次要化合物，例如乙醇或有機酸。
從生物化學角度來看，乳酸菌透過以下途徑獲取能量： 糖酵解生成的丙酮酸被還原為乳酸或乳酸與其他化合物的混合物，從而再生 NAD + 在缺氧條件下，糖解作用仍能繼續進行，這是必要的。
乳酸發酵的主要反應機理是 連續脫氫 發酵是由有機物質（通常是醣類）參與的；有時其他反應物，例如脂肪酸，也會參與其中。為了便於歷史描述，一般發酵過程通常用下列方程式來概括：
糖 = 酒精 + 二氧化碳
然而，更全面地看待乳酸發酵，除了醇和二氧化碳之外，還應考慮酸的生成。2:
糖 → 酒精 + 二氧化碳 + 有機酸（主要是乳酸）
實際上存在不同的情況 乳酸發酵的類型 根據產物和代謝途徑：
- 完整的： 乳糖或葡萄糖幾乎完全分解成單一的主要產物，即 乳酸例如，某些物種就會這樣做。 乳酸桿菌 y 鏈球菌 參與酸奶生產。
- 雜音： 例如這類產品 乳酸, 乙醇 y CO2在某些情況下，也會產生額外的有機酸（例如乙酸）。根據反應途徑的不同，少量水也可能作為副產物出現。細菌，例如… 明串珠菌 或某些菌株 乳酸桿菌 它們進行異型乳酸發酵，用於醃製和複雜發酵。
從功能上看，乳酸菌不僅產生乳酸，還會產生其他物質。 有機酸胞外多醣類和芳香族化合物會改變 質地、風味和香氣 發酵食品之所以在食品工業中得到如此廣泛的應用，正是因為它們富含礦物質。
有利於乳酸發酵的條件
有利於乳酸發酵發生的條件與下列因素有關： 生理需要 所涉及的細菌種類。控制這些因素對於工業生產和家庭烹飪都至關重要。
標準環境條件： 傳統上提到，接近條件 25 ºC 和 1 大氣壓 它們對許多細菌有利；實際上，根據細菌種類，最佳範圍介於 25-40ºC例如，在製作優格時，混合物會被保存一段時間。 35-40ºC 需要幾個小時，以便細菌將乳糖轉化為乳酸。如果溫度太低（例如，冷藏在 4°C），活性會減慢；如果溫度太高，細菌會死亡，發酵停止。
醣類和有機成分的存在： 細菌利用 可發酵糖 （牛奶中的乳糖；蔬菜和穀物中的單醣和澱粉衍生物）。通俗地說，我們可以說細菌 他們喜歡甜食。.
濕度： 許多抗菌處理旨在降低水分含量，因為水分會促進發酵和其他微生物的生長。水分含量極低的產品不易受到細菌侵害；這就是為什麼非常乾燥的肉類或脫水產品更穩定的原因。
在受控發酵過程中，也要注意以下事項： 氧氣的存在與否雖然許多乳酸菌能夠耐受氧氣，但發酵本身主要是無氧的：限制氧氣會使發酵途徑優於有氧呼吸。
另一個關鍵因素是 pH隨著發酵的進行，乳酸會降低 pH 值，從而創造一個有利於乳酸菌生長而不利於許多病原體生長的環境，這也解釋了它作為一種保藏方法的有效性。
乳酸桿菌乳酸菌及其在乳酸發酵中的作用
性別 乳酸桿菌 它是被稱為…的更大團體的一部分 乳酸菌 （乳酸菌）。這些是革蘭氏陽性菌，形狀細長，類似桿狀；它們偏好某些環境。 厭氧菌雖然它們在許多情況下都能耐受氧氣。
BALs 包括以下類型： 乳桿菌屬、乳球菌屬、鏈球菌屬、腸球菌屬、明串珠菌屬和片球菌屬存在於優格、克菲爾、起司、泡菜和酸麵包等發酵食品中。
當 乳酸桿菌 它能進行乳糖發酵，不僅是為了獲取營養，而且還表現出對酸性環境的偏好。這一特性被用於… 食品保藏因為酸性環境會限制許多致病菌的生長。
涉及的部分物種包括：
- 保加利亞乳桿菌（Lactobacillus bulgaricus） （目前被認為是建築群的一部分） 德氏乳桿菌 亞種。 保加利亞廣泛用於傳統酸奶中。
- 乾酪乳桿菌（Lactobacillus casei）常見於發酵乳和某些乳酪中，具有潛在用途。 益生菌.
- 德氏乳桿菌參與乳酸發酵和乳酸的工業生產。
- 萊氏乳桿菌存在於特定的發酵和代謝研究中。
醫生和營養學家提倡食用含有乳酸菌的產品，因為它們對人體有益。 腸道菌群有助於其再生和平衡。許多品牌會在標籤上標明[成分]。 益生菌這些細菌對醣類和蛋白質進行一種“預消化”，使食物更容易消化。 消化的 對乳糖不耐受的人也更容易耐受。
然而，許多商業乳製品經過熱處理（巴氏殺菌或其他方式）後，會減少或消除活菌群：化學成分（乳酸、質地和風味）可能得以保留，但與活菌相關的益生菌作用會降低或消失。
人體內的乳酸發酵：肌肉和肌肉酸痛
乳酸發酵並非細菌獨有。我們的 肌肉細胞 當能量需求超過氧氣供應時，它們也會啟動乳酸代謝途徑。
在一個 全力以赴肌肉透過糖解作用獲取能量；如果氧氣不足，丙酮酸會轉化為… 乳酸NAD再生+ 為了讓糖解作用繼續進行：
丙酮酸 + NADH + H++ → 乳酸 + NAD+
這個過程發生在 細胞質 並且能夠在低氧條件下持續產生ATP。乳酸堆積和pH值下降會導致疲勞感和即時肌肉酸痛；然而，延遲性肌肉酸痛更多地與肌纖維的微撕裂有關。當氧氣供應改善時，乳酸可以被運送到其他組織（例如肝臟）並重新轉化為能量供新陳代謝使用。
乳糖發酵在食品保藏與改良的應用
發酵是一種古老的方法，由…發展而來。 需要對食物進行加工，使其能夠保存更長時間。 在抗生素匱乏時期，人們也開始採用發酵方法來預防胃部感染。許多文化都發展出了發酵方法（例如，亞洲人對蔬菜、穀物和大豆進行發酵），儘管他們當時並未完全了解其中的機制。
路易·巴斯德確立了這些反應的科學基礎，為食品保藏技術的發展鋪平了道路。如今我們知道，乳酸發酵不僅可以保藏食物，還可以 改善質地、風味、香氣和營養價值 食物。
在工業領域，乳酸發酵可以實現：
- 改善質地 例如在優格等產品中，應避免過度使用增稠劑。某些菌株會產生胞外多醣，這些多醣體能夠自然形成濃稠穩定的質地。
- 增強風味和香氣 乳酪和其他發酵食品中經由蛋白質、醣類和脂質代謝產生的芳香化合物散發香氣。
- 減少不必要的成分 例如乳糖，可以減輕乳糖不耐症者的消化不適。
著名的乳酸發酵例子包括：
- 牛奶發酵： BALs從…獲取能量 乳糖酸化牛奶。 凝乳 當 pH 值降低時，蛋白質（酪蛋白）沉澱，由此產生優格、起司、克菲爾等產品。
- 蔬菜發酵： 鹽可以用來抑制病原體；如果使用得當，鹽可以篩選出具有抗性的乳酸菌，並有助於醃製等過程。 酸菜、醃黃瓜和泡菜如果過度使用，它還會限制…的發展。 乳酸桿菌.
- 肉類發酵： 在發酵香腸和醃製肉類中，發酵作用於… 糖原 （或存在的糖）將其轉化為乳酸，從而起到防腐、增添風味和色澤的作用。
乳酸發酵也適用於下列底物： 咖啡膠. 紙漿中存在的 BAL（例如， 植物乳桿菌、發酵乳桿菌、嗜酸乳桿菌消耗水果中的糖分，並產生乳酸、酒精、醋酸和二氧化碳2透過控制溫度、pH值、氧氣和時間，可以獲得具有特定風味的咖啡。 令人愉悅的酸度甜度高，香氣複雜，是精品咖啡的特色。
總之，乳酸發酵 酸化、防腐和改善 食物的感官特性，以及在許多情況下，其營養價值和消化率，都與此息息相關。它連接著能量產生和我們所攝取食物的深度轉化，提供安全性、風味，並與我們的腸道健康產生複雜的相互作用，而這種相互作用仍在研究中。