Αντιδρώντα ζύμωσης γαλακτικού οξέος

Η μοριακή ανάμειξη των αντιδρώντων της ζύμωσης γαλακτικού οξέος

Μια σύντομη περιγραφή της διαδικασίας της ζύμωσης γαλακτικού οξέος παρέχεται στο Σχήμα 1. Αυτό το άρθρο θα συζητήσει τη Μοριακή Ανάμειξη των αντιδραστηρίων της αλκοολικής και της ομογαλακτικής ζύμωσης. Επεξηγούνται τα κύρια βήματα στη διαδικασία ζύμωσης. Μπορείτε επίσης να μάθετε για τις διακρίσεις μεταξύ αυτών των δύο τύπων ζύμωσης. Η κύρια αντίδραση είναι η ζύμωση με γαλακτικό οξύ, η οποία έχει ως αποτέλεσμα την παραγωγή μπύρας. Η άλλη σημαντική διαδικασία ζύμωσης είναι η παραγωγή αιθανόλης.

Μοριακή ανάμειξη αντιδραστηρίων ζύμωσης γαλακτικού οξέος

γαλακτικού οξέος Η ζύμωση γαλακτικού οξέος είναι μια μέθοδος παραγωγής τροφής που αναστέλλει τα επιβλαβή βακτήρια παράγοντας γαλακτικά οξέα. Παρέχει επίσης ένα ευνοϊκό περιβάλλον για τη δραστηριότητα της ζύμης, βασικό συστατικό του κρασιού και της μπύρας. Χρησιμοποιώντας ένα ομογαλακτικό βακτηριακό στέλεχος που απομονώθηκε από απότομο νερό καλαμποκιού, πραγματοποιείται η διαδικασία. Τα βακτήρια σε αυτή τη διαδικασία παράγουν γαλακτικό οξύ από σάκχαρα σε pH 4,0 και 47 βαθμούς Κελσίου.

Όταν καταναλώνεται γλυκόζη κατά τη διαδικασία ζύμωσης, παράγονται δύο πυροσταφυλικά. Αυτή είναι η φάση αποπληρωμής ενέργειας. Το H+ μεταφέρεται στο NAD+ σε αυτό το στάδιο και τα ηλεκτρόνια μεταφέρονται στο πυροσταφυλικό. Το μόριο πυροσταφυλικό είναι το τελικό προϊόν αυτού του σταδίου και χρησιμοποιείται για την αναγέννηση του NAD+. Στη συνέχεια παράγεται ATP.

Το ATP είναι ένα άλλο προϊόν που παράγει ενέργεια της ζύμωσης του γαλακτικού οξέος. Βοηθά στην παραγωγή ενέργειας του σώματος όταν το οξυγόνο είναι περιορισμένο. Αυτή η διαδικασία διασπά τη γλυκόζη σε δύο μόρια γαλακτικού και απελευθερώνει την ενέργεια των δύο μορίων, δηλαδή του γαλακτικού οξέος και του υδρογόνου. Η διαδικασία αλκοολικής ζύμωσης, η οποία μερικές φορές αναφέρεται ως ζύμωση λακτόζης, είναι μια άλλη διαδικασία που χρησιμοποιεί σάκχαρα ως καύσιμο. Δημιουργεί επίσης διοξείδιο του άνθρακα και αλκοόλ.

Η διαδικασία ζύμωσης συμβαίνει στα μυϊκά κύτταρα κατά τη διάρκεια της άσκησης και παράγει γαλακτικό. Το αίμα στη συνέχεια μεταφέρει γαλακτικό στο ήπαρ, το οποίο μετατρέπεται ξανά σε πυροσταφυλικό από ένα ένζυμο. Αυτό είναι γνωστό ως κύκλος Cori. Η ζύμωση μπορεί να συμβεί προς οποιαδήποτε κατεύθυνση, ανάλογα με τα αντιδρώντα και τα προϊόντα. Ως αποτέλεσμα, η χημική εξίσωση για τη ζύμωση γαλακτικού οξέος μπορεί να είναι πολύπλοκη για να ακολουθήσει.

Οι αντιδράσεις που απαιτούν ενέργεια ωθούνται από εξεργονικές αντιδράσεις που συμβαίνουν πριν από αυτές. Οι αντιδράσεις κατάντη αυτών των αντιδράσεων έλκονται. Αυτό σημαίνει ότι το C + D θα δημιουργηθεί και το A + B θα μειωθεί. Η αποστράγγιση των προϊόντων θα επηρεάσει επίσης το Delta G. Είναι σημαντικό να κατανοήσουμε τις αλλαγές ελεύθερης ενέργειας στη ζύμωση, επειδή μπορούν να επηρεάσουν το συνολικό ρυθμό παραγωγής γαλακτικού οξέος. Όταν το Δέλτα G είναι μηδέν, μια αντίδραση βρίσκεται σε ισορροπία και το Q ισούται με Keq.

Μοριακή ανάμειξη αντιδρώντων αλκοολικής ζύμωσης

Η διαδικασία της ζύμωσης αλκοόλης είναι ένα φυσικό φαινόμενο όπου η ζάχαρη και η μαγιά συνδυάζονται για να σχηματίσουν αλκοόλη. Η διαδικασία μπορεί να είναι αναερόβια ή αερόβια, ανάλογα με τους οργανισμούς που εμπλέκονται. Η ζύμωση αλκοόλης συμβαίνει στο κυτταρόπλασμα της ζύμης. Οι οργανισμοί που είναι υπεύθυνοι για τη ζύμωση αλκοόλης είναι γνωστοί ως ζυμομύκητες, που χρησιμοποιούνται συνήθως στη βιομηχανία ζύμωσης. Οι ζύμες μπορούν να ζυμώσουν τόσο τη γλυκόζη όσο και την ακεταλδεΰδη, η οποία είναι η ζάχαρη που χρησιμοποιείται στη ζύμωση αλκοόλης. Η διαδικασία παράγει επίσης ένα παραπροϊόν γνωστό ως γαλακτικό.

Οι ζύμες που εμπλέκονται στην αλκοολική ζύμωση είναι εξέχουσες στη διαδικασία. Το επίπεδο pH του χυμού φρούτων ευνοεί την ανάπτυξη της μαγιάς. Η προκύπτουσα αιθανόλη αναστέλλει την ανάπτυξη βακτηρίων και μυκήτων. Εκτός από τις ζύμες, άλλα βακτήρια και μούχλα υπάρχουν στον ωμό χυμό φρούτων. Οι ζύμες παράγουν αιθανόλη, η οποία είναι προϊόν αλκοολικής ζύμωσης. Αυτό το προϊόν έχει τη δυνατότητα να γίνει ένα ισχυρό αλκοολούχο ποτό.

Εκτός από το αλκοόλ, τα προϊόντα ζύμωσης περιλαμβάνουν το πυροσταφυλικό. Τα μυϊκά κύτταρα απελευθερώνουν γαλακτικό κατά τη διάρκεια έντονης σωματικής δραστηριότητας, που μεταφέρεται από το αίμα στο ήπαρ. Το ηπατικό κύτταρο στη συνέχεια μετατρέπει το γαλακτικό σε πυροσταφυλικό χρησιμοποιώντας ένα ένζυμο. Αυτός ο κύκλος ονομάζεται κύκλος Cori. Τα αλκοολούχα προϊόντα ζύμωσης μπορούν να χρησιμοποιηθούν στη ζυθοποιία και το ψήσιμο. Ωστόσο, η χρήση τους είναι περιορισμένη.

Παρά αυτές τις χρήσεις, η ζύμωση είναι μια ζωτική διαδικασία. Αυτή η μεταβολική διαδικασία δημιουργεί ουσίες χρήσιμες για την τροφοδοσία διαφόρων βιολογικών διεργασιών, συμπεριλαμβανομένης της παραγωγής ενέργειας. Είτε η ζύμωση γαλακτικού οξέος χρησιμοποιείται στην παραγωγή τυριού και γιαουρτιού είτε η ζύμωση αλκοόλης είναι υπεύθυνη για το σχηματισμό κρασιού και ποτού. Η διαδικασία ζύμωσης γαλακτικού οξέος είναι μια μορφή αναερόβιας ζύμωσης και δεν απαιτεί τη χρήση οξυγόνου.

Αν και τα είδη Saccharomyces έχουν ιδιαίτερη σημασία στη ζύμωση των τροφίμων, οι άλλοι τύποι ζυμομυκήτων είναι επίσης σημαντικοί για τη ζύμωση των τροφίμων. Αυτοί οι οργανισμοί περιλαμβάνουν Candida, Kloeckera, Hanseniaspora, Pichia, Brettanomyces, Kluyveromyces και Yeast melanogaster. Οι ζύμες έχουν και άλλες χρήσεις, όπως η παραγωγή χημικών πρόδρομων ουσιών και η επεξεργασία λυμάτων.

Η ζύμωση του κρασιού και της μπύρας απαιτεί στελέχη που διαθέτουν ορισμένα χαρακτηριστικά και είναι εξαιρετικά ικανά να παράγουν αιθανόλη. Η μπύρα και οι μηλίτες, από την άλλη πλευρά, περιέχουν λιγότερη αιθανόλη. Ωστόσο, τα ποτά που έχουν υποστεί ζύμωση έχουν όλα διακριτικά αισθητηριακά προφίλ. Με την εμφάνιση νέων προτιμήσεων των καταναλωτών, είναι σημαντικό να ανταποκριθούμε σε αυτές τις προσδοκίες και να δημιουργήσουμε προϊόντα που ικανοποιούν τις διαφορετικές ανάγκες τους. Για το λόγο αυτό, οι ζύμες βρίσκονται στο επίκεντρο της τρέχουσας έρευνας.

Μοριακή ανάμειξη αντιδρώντων ομογαλακτικής ζύμωσης

Η μοριακή ανάμειξη αντιδρώντων στην ομογαλακτική ζύμωση είναι ο τρόπος με τον οποίο τα βακτήρια μετατρέπουν τη λακτόζη σε γαλακτικό οξύ. Το γαλακτικό απελευθερώνεται από τα μυϊκά κύτταρα στο αίμα κατά τη διάρκεια έντονης σωματικής δραστηριότητας. Το γαλακτικό στη συνέχεια απορροφάται από ένα ηπατικό κύτταρο και μετατρέπεται σε πυροσταφυλικό μέσω ενός ενζύμου, σχηματίζοντας ένα ενδιάμεσο προϊόν που ονομάζεται γαλακτικό. Αυτή η διαδικασία είναι γνωστή ως κύκλος Cori. Η διαδικασία ζύμωσης μπορεί να συμβεί με κάθε τρόπο, αλλά η Μοριακή Ανάμειξη των αντιδρώντων και των προϊόντων είναι η ίδια.

Βακτήρια από το γένος Bifidobacterium εμπλέκονται στη διαδικασία ζύμωσης αλκοόλης. Η μαγιά ζυμώνει απλή γλυκόζη ζάχαρης σε αιθανόλη και διοξείδιο του άνθρακα, ένα υποπροϊόν της διαδικασίας. Αυτά τα προϊόντα χρησιμοποιούνται για την παραγωγή μπύρας, κρασιού και ποτών. Η κατανόηση της μοριακής ανάμειξης των αντιδρώντων στην ομογαλακτική ζύμωση είναι σημαντική για την ανάπτυξη συνταγών για ζύμωση γαλακτοκομικών προϊόντων.

Συμμετέχουν αρκετά βακτηριακά είδη, αλλά μόνο η ομάδα Acetobacterium καταβολίζει τη φρουκτόζη. Τα Methanosaeta και Methanosarcina μετατρέπουν το οξικό άλας και το νερό σε ανθρακικό οξύ και CH4. Το Methanosaeta και το Methanosarcina μετατρέπουν το οξικό άλας σε ανθρακικό οξύ και CH4. Αυτά είναι δύο παραδείγματα σπάνιων οδών ζύμωσης που πραγματοποιούνται από εξειδικευμένους αναερόβιους μικροοργανισμούς.

Η ζύμωση έχει ως αποτέλεσμα την παραγωγή ΑΤΡ μέσω μιας καταβολικής οδού. Αυτή η οδός παράγει μια βαθμίδα ιόντων Hth ή Nath κατά μήκος της πλασματικής μεμβράνης. Επιπλέον, αναγεννά το NAD+ και το πυροσταφυλικό. Αυτά τα τελικά προϊόντα είναι τα προϊόντα της φάσης εξόφλησης ενέργειας. Η φάση αποπληρωμής ενέργειας της διαδικασίας ζύμωσης οδηγεί επίσης σε ένα ενδιάμεσο προϊόν γνωστό ως πυροσταφυλικό.

Μια μοριακή ανάμειξη αντιδρώντων στην ομογαλακτική ζύμωση συμβαίνει όταν τα μόρια σακχάρου διασπώνται για να σχηματίσουν ουσίες που χρησιμοποιούνται από το κύτταρο για τη δημιουργία χημικής ενέργειας. Αυτή η χημική ενέργεια είναι συνήθως ATP, η οποία τροφοδοτεί διάφορες βιολογικές διεργασίες. Ονομάζεται αναερόβια ζύμωση γιατί δεν απαιτεί οξυγόνο. Παράγει επίσης λιγότερα οξέα και περισσότερα ουδέτερα προϊόντα.

Όταν το pH ενός υγρού είναι 4,0 ή χαμηλότερο, τα βακτήρια γαλακτικού οξέος είναι πιθανό να εισέλθουν στην αναερόβια αναπνοή. Σε ένα αναερόβιο περιβάλλον, το pH ενός υγρού πέφτει στο 4,0, αναστέλλοντας τα περισσότερα βακτήρια και τους μικροοργανισμούς που αλλοιώνουν. Επιπλέον, τα βακτήρια γαλακτικού οξέος εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από τα προσχηματισμένα αμινοξέα, τις βιταμίνες της ομάδας Β, τις πουρίνες και τις πυριμιδίνες.

Η μοριακή ανάμειξη των αντιδρώντων στην ομογαλακτική ζύμωση μπορεί να οδηγήσει σε πολλά προϊόντα, ανάλογα με τα εμπλεκόμενα ένζυμα. Η γαλακτική αφυδρογονάση και η πυροσταφυλική καρβοξυλάση είναι δύο ένζυμα απαραίτητα για την παραγωγή αιθανόλης. Άλλα προϊόντα που παράγονται με τη διαδικασία περιλαμβάνουν διοξείδιο του άνθρακα και αέριο υδρογόνο. Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι η ζύμωση με αιθανόλη είναι μια πολύπλοκη διαδικασία που περιλαμβάνει πολλά στάδια.

Leave a Reply

Your email address will not be published.