Брожение (также сбраживание, квашение, ферментация) — это метаболический процесс, при котором происходит регенерация АТФ (нуклеотида, играющего важнейшую роль в обмене веществ и энергии в организма).

Брожение чрезвычайно часто используется при приготовлении или сохранении пищевых продуктов. Говоря об этом процессе, как правило, подразумевается брожение сахара (его превращение в спирт) с применением дрожжей, однако, например, при изготовлении йогуртов используются несколько иные виды брожения.

Брожение является анаэробным (то есть происходящим без участия кислорода) метаболическим распадом молекул питательных веществ, к примеру, глюкозы. Большая часть видов брожения осуществляется микроорганизмами — облигатными или факультативными анаэробами.

Термин «брожение» также используется в более широком смысле с целью обозначения бурного развития микроорганизмов в среде соответствующего рода. В данном случае при употреблении этого понятия различия между анаэробным и аэробным метаболизмом не делается.

При использовании брожения человеком в основном применяются определенные виды и штаммы микроорганизмов. Порой вина, например, улучшают за счет процесса взаимного брожения.

По сути, продуктами брожения являются отходы, которые получаются во время превращения солей пировиноградной кислоты. Стандартными примерами продуктов брожения можно назвать этанол (винный спирт), кислоту молочную, водород и газ углекислый. Однако бывают и более экзотические продукты брожения - к примеру, пропионовая кислота, масляная кислота, ацетон, 2,3-бутандиол и ряд других.

На сегодняшний день принято выделять несколько основных типов брожения, среди которых не только спиртовое и молочнокислое, но и уксуснокислое, маслянокислое. Прежде всего, в ходе брожения спиртового, которое производится благодаря дрожжам и некоторым видам бактерий, пируват расщепляется на диоксид углерода и этанол. В результате такого процесса из одной молекулы глюкозы образуется по две молекулы этанола и углекислого газа.

Данный вид брожения крайне важен в разных сферах современной промышленности – в частности, без него не обходятся хлебопекарная индустрия, пивоварение, виноделие и винокурение. При высокой концентрации пектина в составе закваски также может производиться некоторое количество метанола. Как правило, при спиртовом брожении применяется лишь один из продуктов. При изготовлении хлебобулочных изделий алкоголь улетучивается в процессе выпечки, а при производстве алкоголе содержащих продуктов диоксид углерода в основном уходит в атмосферу (в последнее время его стремятся утилизировать).

Брожение молочнокислое, в процессе которого пируват восстанавливается до кислоты молочной, осуществляется за счет молочнокислых бактерий и других организмов. Так, например, сбраживание молока предусматривает преобразование лактозы благодаря молочнокислым бактериям в молочную кислоту, таким образом превращая исходное сырье в кисломолочные продукты (простоквашу, кефир, йогурт и другие). Именно молочная кислота способствует приобретению готовыми продуктами характерного кисловатого вкуса.

Уксуснокислое брожение может осуществляться многими бактериями. Уксус (кислота уксусная) является прямым результатом бактериальной ферментации. К примеру, при мариновании продуктов роль уксусной кислоты заключается в предохранении пищи от болезнетворных бактерий и тех, которые вызывают гниение.

Еще одним видов брожения выступает маслянокислое, результатом которого является образование масляной кислоты. Основными возбудителями этого типа брожения являются бактерии анаэробные рода Клостридиум.

Нужно заметить, что основной пользой от брожения считается то, что благодаря этом процессу сок превращается в вино, зерно и другие исходные продукты в пиво, а углеводы при приготовлении хлебного теста - в двуокись углерода. Молочнокислое брожение, в свою очередь, активно применяется человеком не только при изготовлении кисломолочных продуктов, но и квашении овощей, приготовлении силоса.

Ввиду того, что фрукты способны сбраживаться в своем естественном состоянии, брожение в качестве процесса изменения продуктов питания появилось даже раньше человеческой истории. Но людям с некоторых пор удалось контролировать процесс брожения. Так, существуют доказательства того, что в Вавилоне человек научился сбраживать напитки около 5 тысячелетий до н. э. Кроме того, имеются данные о древнеегипетском дрожжевом хлебе и сбраживании молока в Вавилоне. Жители современного Китая, вероятно, были первыми, кто стал сбраживать овощи.

Согласно Штейнкраузу при брожении пищи выполняется 5 основных задач, среди которых обогащение продуктов питания вкусовым и ароматическим разнообразием, а также текстурой. Поимо этого, немаловажно при брожении сохранение существенного количества пищевых продуктов при помощи молочной и уксусной кислот, алкоголя и щелочного брожения.

Благодаря брожению происходит биологическое обогащение еды протеинами, жизненно важными жирными кислотами и аминокислотами, витаминами. Важна также детоксикация в процессе брожения пищи, а также уменьшение временных затрат на приготовление еды.