Hvorfor er der buffere i Fermentation?

Mennesker har brugt ethanol --- i vin, øl og andre alkoholiske drikkevarer --- som en rekreativ lægemiddel siden oldtiden. For nylig er ethanol også blevet vigtig som alternativt brændstof. Hvad enten til menneskeføde eller forbrænding i biler, er ethanol fremstillet ved hjælp af gær, mikrober, der fermenterer sukkerarter og frigive ethanol som et affaldsprodukt. Buffere tilsættes under denne proces for at hjælpe med at stabilisere pH.

pH

Opretholde stabile pH eller hydrogenionkoncentration er afgørende for at opnå et godt udbytte fra gæringen. Det er fordi den gær, der gære sukker er levende organismer, og deres biokemi kun fungerer godt inden for et bestemt pH-område, ligesom din. Hvis du var dunked i et bad af svovlsyre, for eksempel, ville det enten dræbe dig eller skade dig dårligt. Det samme gælder for gær: hvis pH er så høj eller lav, at det falder uden for deres toleranceområde, kan det hæmme deres vækst eller endog dræbe dem.

Kuldioxid

Fermenteringsprocessen i gæren bærer visse ligheder til gæringsprocessen, der finder sted i din muskelceller når de er korte på ilt --- når du er sprint, f.eks. Dine celler frigiver kuldioxid og mælkesyre fra gæringen gær, derimod, frigive kuldioxid og ethanol. Det kuldioxid, i virkeligheden, er derfor, du bruger gær til at gøre brød stige; fanget gas skaber ekspanderende bobler i dejen.

Carbonsyre

I en gæring beholder, CO2-koncentrationen i opløsningen er højere end normalt på grund af gæring aktivitet. Meget af dette overskydende CO2 bobler ud. Det forsurer også opløsningen, men fordi opløst CO2 kombineres med vand til at skabe kulsyre. Hvis opløsningen blev for sure, kan det hæmme gær vækst. Gær foretrækker en pH-værdi i 4 - 6 rækkevidde, så bagere, bryggerier og andre industrier er afhængige af gæring brug buffere for at holde pH inden for et optimalt område.

Funktion af buffere

Når pH stiger, den hastighed, ved hvilken bufferen forbindelsen mister hydrogenioner (protoner) stiger, og selv mere af bufferen forbindelsen har mistet sine protoner, pH af opløsningen ændres kun lidt. Når pH falder, sker den omvendte proces; en større fraktion af buffer molekyler har accepteret protoner, og igen buffer moderate ændringer i pH. Dybest set, bufferen forbindelsen er med til at "opsuge" overskydende surhedsgraden. PH vil kun begynde at ændre sig betydeligt, når det meste af buffer forbindelse er blevet neutraliseret eller "brugt op."