Hvorfor er der buffere i gæring?

Mennesker har brugt ethanol - i vin, øl og andre alkoholholdige drikkevarer - som et rekreativt stof siden præhistorien. For nylig er ethanol også blevet vigtigt som et alternativt brændstof. Uanset om det er til menneskeføde eller forbrænding i biler, produceres ethanol ved hjælp af gær, mikrober, der fermenterer sukkerarter og frigiver ethanol som affaldsprodukt. Buffere tilsættes under denne proces for at stabilisere pH-værdien.

pH

Vedligeholdelse af stabil pH eller hydrogenionkoncentration er afgørende for at opnå et godt udbytte fra gæring. Det skyldes, at den gær, der fermenterer sukkerne, er levende organismer, og deres biokemi fungerer kun godt inden for et bestemt pH-område, ligesom din. Hvis du var dunked i et svovlsyrebad, ville det enten dræbe dig eller skade dig dårligt. Det samme gælder for gæren: Hvis pH-værdien er så høj eller lav, at den falder uden for deres toleranceområde, kan den hæmme deres vækst eller endda dræbe dem.

Carbon dioxide

Fermenteringen proces i gæren har nogle ligheder med fermenteringsprocessen, der finder sted i dine muskelceller, når de er korte på ilt - når du f.eks. sprinter. Dine celler frigiver kuldioxid og mælkesyre fra fermentering; gær derimod frigiver kuldioxid og ethanol. At kuldioxid er faktisk, hvorfor du bruger gær til at gøre brød op. Den fangne ​​gas skaber ekspanderende bobler i dejen.

Carbonic Acid

I et fermenteringsbeholder er koncentrationen af ​​CO2 i opløsningen højere end normalt på grund af fermenteringsaktiviteten. Meget af dette overskydende CO2 bobler væk. Det syr også opløsningen, fordi opløst CO2 kombinerer med vand for at skabe kulsyre. Hvis opløsningen blev for sur, kunne den hæmme gærvækst. Gær foretrækker en pH i 4-6-området, så bagere, bryggerier og andre industrier baserer sig på fermenteringsbrugsbuffere for at holde pH inden for et optimalt område.

Buffers funktion

Som pH stigningen, forøges hastigheden, hvormed bufferforbindelsen taber hydrogenioner (protoner), og selvom mere af bufferforbindelsen har mistet sine protoner, ændres opløsningens pH kun lidt. Når pH falder, forekommer reversprocessen; en større del af buffermolekylerne har accepteret protoner, og igen modererer bufferen ændringen i pH. Dybest set hjælper bufferforbindelsen med at "opsuge" sur surhedsgrad eller alkalitet. PH begynder først at ændre sig væsentligt, når det meste af bufferforbindelsen er blevet neutraliseret eller "brugt op".