Ορισμός ζύμωσης γαλακτικού οξέος

Ορισμός ζύμωσης γαλακτικού οξέος

γαλακτικού οξέος Ένας ορισμός ζύμωσης γαλακτικού οξέος εξηγεί τι συμβαίνει όταν το γαλακτικό οξύ ζυμώνεται σε γαλακτικό από έναν οργανισμό. Η γλυκόζη μετατρέπεται σε κυτταρική ενέργεια κατά τη διαδικασία της ζύμωσης και το γαλακτικό οξύ μετατρέπεται στον γαλακτικό μεταβολίτη. Η ζύμωση με γαλακτικό οξύ είναι μια αναερόβια αντίδραση ζύμωσης σε ορισμένα ζωικά και βακτηριακά κύτταρα. Η γλυκόζη είναι ένα σάκχαρο που βρίσκεται στα τρόφιμα και η διαδικασία ζύμωσης μετατρέπει τη γλυκόζη σε γαλακτικό, μια ουσία που είναι μια μορφή γαλακτικού οξέος.

LAB

Στην επεξεργασία τροφίμων, η ζύμωση γαλακτικού οξέος προσθέτει βακτήρια στις πρώτες ύλες για να παράγει μια συγκεκριμένη γεύση. Αυτή η διαδικασία χρησιμοποιείται ευρέως στη βιομηχανία τροφίμων, παράγοντας ποτά όπως κρασί και μπύρα. Η διαδικασία της ζύμωσης είναι επίσης ευεργετική για την ανθρώπινη υγεία, καθώς τα προϊόντα γαλακτικού οξέος περιέχουν πολλές βιταμίνες και απαραίτητα θρεπτικά συστατικά. Αυτό το άρθρο θα συζητήσει τα κύρια οφέλη αυτής της διαδικασίας και την εφαρμογή της στην επεξεργασία τροφίμων. Διαβάστε παρακάτω για μια λεπτομερή εξήγηση.

Η ζύμωση του γαλακτικού οξέος συμβαίνει στα μυϊκά κύτταρα σε περιόδους έλλειψης οξυγόνου στο αίμα. Αυτή η διαδικασία είναι υπεύθυνη για τον πόνο που αντιμετωπίζετε μετά την άσκηση. Η διαδικασία διασπά τη γλυκόζη σε δύο μόρια, το γαλακτικό και το υδρογόνο. Αυτές οι δύο ουσίες μαζί που ονομάζονται γαλακτικό οξύ, παρέχουν στον οργανισμό μια εναλλακτική πηγή ενέργειας. Η διάσπαση της γλυκόζης έχει ως αποτέλεσμα την παραγωγή γαλακτικού οξέος, το οποίο παρέχει στον οργανισμό μια εναλλακτική πηγή ενέργειας. Όταν είμαστε αγχωμένοι, το αναπνευστικό και το καρδιαγγειακό μας σύστημα δεν μπορούν να μετακινήσουν γρήγορα το πλούσιο σε οξυγόνο αίμα μέσω του σώματός μας για να τροφοδοτήσουν τους μυς μας.

Όταν υπάρχουν βακτήρια σε ένα ζωντανό κύτταρο, η διαδικασία της ζύμωσης προκαλείται από την παρουσία σακχάρου. Η διαδικασία παράγει δύο μόρια γαλακτικού ανά μόριο γλυκόζης. Η διαδικασία της ζύμωσης παράγει πολλά υποπροϊόντα που χρησιμοποιούνται στην παραγωγή τροφίμων. Τα προϊόντα που προκύπτουν έχουν πολλές χρήσεις στη βιομηχανία της βιοτεχνολογίας. Για παράδειγμα, η ζύμωση χρησιμοποιείται στην παραγωγή βιοντίζελ. Ένα προϊόν που παρασκευάζεται από γαλακτικό οξύ ονομάζεται αλκοολική αλκοόλη.

Γλυκόζη

Η παραγωγή αιθανόλης από βακτήρια γαλακτικού οξέος απαιτεί πηγή άνθρακα. Στην παρούσα μελέτη, το IBB14LA1 εμφάνισε υψηλότερο YLA στη γλυκόζη από την ξυλόζη. Από την άλλη πλευρά, το Οξυγόνο επιτάχυνε τη μετατροπή της γλυκόζης σε γαλακτικό οξύ ενώ μείωσε την παραγωγή ξυλόζης. Ωστόσο, η στέρηση οξυγόνου έτεινε να μειώσει τον σχηματισμό QLA. Στο τέλος, αποφασίζουμε να εξετάσουμε τις επιδράσεις του οξυγόνου στην παραγωγή γαλακτικού οξέος.

Το γαλακτικό οξύ, που σχετίζεται με τη μυϊκή κόπωση, δημιουργείται όταν τα μυϊκά κύτταρα δεν έχουν πρόσβαση σε οξυγόνο. Αυτή η διαδικασία βοηθά τους μύες να αποκτήσουν ATP χωρίς οξυγόνο διασπώντας τις αποθηκευμένες πηγές ενέργειας. Ενώ η ζύμωση γαλακτικού οξέος συνδέεται συχνά με μυϊκές κράμπες και πόνο, είναι μια ευεργετική εναλλακτική πηγή ενέργειας για το σώμα. Εάν ασκείστε εντατικά, το γαλακτικό οξύ μπορεί να είναι ένας φυσικός τρόπος για να πάρετε την ενέργεια που χρειάζεστε χωρίς να βασίζεστε στη ζάχαρη και το οξυγόνο.

Το Saccharomyces cerevisiae έχει κατασκευαστεί για να παράγει γαλακτικό οξύ από γλυκόζη και ξυλόζη. Αυτό το ένζυμο μπορεί να μετατρέψει το πυροσταφυλικό σε γαλακτικό οξύ χωρίς διακοπή, αλλά εξακολουθεί να είναι ασαφές ποια πηγή άνθρακα είναι πιο αποτελεσματική. Η υψηλή παραγωγικότητα γαλακτικού οξέος εξαρτάται από την πηγή άνθρακα και τις συνθήκες αερισμού. Αν και η παραγωγή γαλακτικού οξέος στη γλυκόζη έχει βελτιωθεί τα τελευταία χρόνια, παραμένει πολύ μακριά από την επίτευξη αυτών των επιπέδων γαλακτικού οξέος στον άνθρωπο.

Πυρουβικό οξύ

Ένα καλό σημείο εκκίνησης για έναν ορισμό ζύμωσης πυρουβικού οξέος είναι να εξετάσουμε την ίδια τη βιοχημική διαδικασία. Η ζύμωση είναι ο τρόπος με τον οποίο η γλυκόζη μετατρέπεται σε αλκοόλ και διοξείδιο του άνθρακα. Λαμβάνει χώρα σε κύτταρα ζύμης, βακτήρια και ζωικά μυϊκά κύτταρα. Τα κύτταρα ζύμης χρησιμοποιούν την κυτταρική αναπνοή για να διασπάσουν τη γλυκόζη σε πυροσταφυλικό οξύ. Αυτό είναι το οξύ που χρησιμοποιείται στο ψήσιμο του ψωμιού και των αλκοολούχων ποτών. Μεταβολίζεται περαιτέρω σε ακεταλδεΰδη και αιθυλική αλκοόλη.

Τα αμινοξέα που χρησιμοποιούνται για την παρασκευή του πυροσταφυλικού οξέος είναι η σερίνη, η αλανίνη και η τρυπτοφάνη. Και τα έξι από αυτά τα αμινοξέα έχουν τρία άτομα άνθρακα. Η κυστεΐνη, ωστόσο, χρειάζεται ένα επιπλέον βήμα για να αφαιρέσει το άτομο θείου της. Ανεξάρτητα από τη χημική αντίδραση που χρησιμοποιήθηκε για τη δημιουργία του πυροσταφυλικού οξέος, το αποτέλεσμα είναι το ίδιο: ένα αλκοολούχο ποτό. Και η διαδικασία που αποδίδει την αλκοόλη είναι ένα καλό μέρος για να ξεκινήσει ένας ορισμός ζύμωσης πυρουβικού οξέος.

Ως οργανικό οξύ, το πυροσταφυλικό οξύ είναι ένας τύπος καρβοξυλικού οξέος. Μια καρβοξυλική ομάδα είναι ένα άτομο άνθρακα συνδεδεμένο σε μια ομάδα οξυγόνου ή υδροξυλίου. Το πυροσταφυλικό μετατρέπεται σε υδατάνθρακες με τη γλυκονεογένεση και το γαλακτικό οξύ από το ακετυλο-CoA κατά τη διάρκεια της ζύμωσης. Μετατρέπεται επίσης σε αμινοξέα μετατρέποντάς τα σε αιθανόλη.

ATP

Κατά τη διάρκεια της ζύμωσης του γαλακτικού οξέος, το πυροσταφυλικό μετατρέπεται σε γαλακτικό οξύ. Αυτή η αντίδραση παράγει δύο μόρια πυροσταφυλικού για κάθε μόριο γλυκόζης. Η διαδικασία παράγει επίσης δύο μόρια αιθανόλης και διοξείδιο του άνθρακα. Το μελλοντικό αποτέλεσμα της φάσης αποπληρωμής ενέργειας είναι το πυροσταφυλικό. Αυτό το μόριο χρησιμοποιείται για την αναγέννηση NAD+ για χρήση στη γλυκόλυση. Το τελικό προϊόν είναι το ATP.

Υπάρχουν δύο κοινές μέθοδοι παραγωγής ATP. Το ένα περιλαμβάνει ζύμωση χωρίς οξυγόνο, το οποίο χρησιμοποιεί γαλακτικό οξύ ως καύσιμο. Ένα άλλο περιλαμβάνει ζύμωση που περιλαμβάνει ζυμομύκητες και βακτήρια. Οι άνθρωποι χρησιμοποιούν μαγιά για να κάνουν ψωμί και γιαούρτι, ακόμα και βιοκαύσιμα. Και οι δύο τύποι ζύμωσης είναι εξίσου χρήσιμοι για την παραγωγή ΑΤΡ. Ο πρώτος τύπος, η ζύμωση με γαλακτικό οξύ, ακολουθείται από την αλκοολική ζύμωση. Αυτές οι δύο διαδικασίες είναι παρόμοιες αλλά διαφέρουν ως προς το τελικό προϊόν.

Ο πρώτος τύπος γαλακτικού οξέος προέρχεται από τη γλυκόζη. Η διαδικασία παρέχει επίσης μια εναλλακτική πηγή ενέργειας στο σώμα. Διασπά τα μόρια της γλυκόζης σε γαλακτικό και υδρογόνο. Η ζύμωση με γαλακτικό οξύ εξαλείφει επίσης άλλους ανταγωνιστές βακτηρίων. Το ATP είναι το προϊόν της ζύμωσης του γαλακτικού οξέος. Όταν παράγεται γαλακτικό οξύ, τα κύτταρα που παράγουν ενέργεια παράγουν μια έκρηξη ενέργειας. Αν και αυτό μπορεί να μην είναι ευχάριστο για τους ανθρώπους, βοηθά το σώμα μας να αποδώσει καλύτερα.

Ένας άλλος τύπος ζύμωσης είναι αναερόβια και δεν χρησιμοποιεί οξυγόνο. Η διαδικασία ζύμωσης περιλαμβάνει τη διάσπαση των μορίων γλυκόζης σε δύο ενώσεις με βάση το πυροσταφυλικό. Η γλυκόλυση είναι πρόδρομος της κυτταρικής αναπνοής. Είναι μια διαδικασία που συλλέγει χημική ενέργεια και την αποθηκεύει σε μόρια ATP. Η διαδικασία μπορεί επίσης να αναφέρεται ως ενεργειακή επένδυση ή ενεργειακή απόδοση.

NAD

είναι μια βιοχημική οδός που χρησιμοποιεί μια μικρή οργανική ένωση ως δέκτη ηλεκτρονίων για το NADH και το NAD+. Παράγει επίσης αιθανόλη και γαλακτικό. Η μαγιά και τα θηλαστικά παράγουν αυτά τα προϊόντα υπό ορισμένες συνθήκες, συμπεριλαμβανομένης της στέρησης οξυγόνου. Το γαλακτικό παράγεται από τα περισσότερα καρκινικά κύτταρα και μυϊκά κύτταρα που υφίστανται μείωση των επιπέδων γλυκόζης. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται επίσης αλκοολική ζύμωση. Έχει ζήσει προσφέρεται να συμβάλλει στον ενεργειακό μεταβολισμό των κυττάρων.

Το πυροσταφυλικό ενός βακτηριακού κυττάρου μετατρέπεται σε γαλακτικό οξύ 3 άνθρακα κατά τη διάρκεια της ζύμωσης του γαλακτικού οξέος. Η διαδικασία αναγεννά επίσης το NAD, έναν δέκτη ηλεκτρονίων απαραίτητος για την ικανότητα του κυττάρου να παράγει ATP. Η διαδικασία παράγει επίσης NADH, το οποίο δίνει ένα ηλεκτρόνιο σε μόρια πυροσταφυλικού. Το γαλακτικό οξύ που παράγεται από τη ζύμωση γαλακτικού οξέος σκοτώνει τα βακτήρια που το ανταγωνίζονται.

Όταν παράγεται ATP, τα ηλεκτρόνια υψηλής ενέργειας από το FADH2 και το NADH μεταφέρονται μέσω της αλυσίδας μεταφοράς ηλεκτρονίων. Απαιτείται NAD+ για να ολοκληρωθεί αυτή η διαδικασία. Χωρίς αυτό, ο κύκλος του κιτρικού οξέος δεν μπορεί να συμβεί. Η προκύπτουσα συσσώρευση γαλακτικού οξέος στα μυϊκά κύτταρα κατά τη διάρκεια της ζύμωσης γαλακτικού οξέος προκαλεί κόπωση και μυϊκή δυσκαμψία. Το γαλακτικό οξύ που δημιουργείται με τη μέθοδο της ζύμωσης πρέπει να αφαιρεθεί μέσω της κυκλοφορίας του αίματος και να μεταφερθεί στο ήπαρ για περαιτέρω μεταβολισμό. Εδώ, μπορεί να μετατραπεί σε πυροσταφυλικό οξύ και να καταβολιστεί για ενέργεια.

Τα βακτήρια χρησιμοποιούν το NAD για να τροφοδοτήσουν τη διαδικασία αναπνοής τους. Αυτά τα ένζυμα συνδέουν την ομάδα ακετυλίου δύο άνθρακα σε ένα μόριο τεσσάρων άνθρακα που ονομάζεται οξαλοξικό. Στη συνέχεια συνδέει τη φωσφορική ομάδα στο ΑΕΠ για να δημιουργήσει ένα μόριο έξι άνθρακα που ονομάζεται κιτρικό οξύ. Αυτή η διαδικασία είναι γνωστή ως κύκλος του Krebs. Αφαιρεί το διοξείδιο του άνθρακα και παράγει ενέργεια.

Εφαρμογές

Τα γαλακτικά βακτήρια είναι γνωστά για τις βιομηχανικές τους εφαρμογές, συμπεριλαμβανομένων των παραγόντων βιοελέγχου και των συντηρητικών. Τα τρόφιμα που έχουν υποστεί ζύμωση περιλαμβάνουν το κρέας, τα λαχανικά και τα δημητριακά. Τα βακτήρια είναι προβιοτικά, τα οποία είναι ευεργετικά για το πεπτικό σύστημα. Το αποτέλεσμα είναι τυρί, τουρσί λαχανικά και γιαούρτι. Οι εφαρμογές της ζύμωσης γαλακτικού οξέος είναι άφθονες και υπάρχουν πολλά παραδείγματα. Παρακάτω παρατίθενται μερικά από τα πολλά παραδείγματα.

Η ζύμωση με γαλακτικό οξύ είναι μια από τις παλαιότερες μεθόδους συντήρησης τροφίμων. Δεν απαιτεί τη χρήση θερμότητας ή τεχνητών πηγών ενέργειας. Χρησιμοποιεί μικροοργανισμούς για να αλλάξει τις αισθητηριακές και λειτουργικές ιδιότητες των τροφίμων διασπώντας πολύπλοκα μόρια σε απλούστερα. Τα βακτήρια του γαλακτικού οξέος παράγουν γαλακτικό οξύ, μια κρυσταλλική ένωση που είναι ιδανική για παραγωγή ινών και φιλμ. Η διαδικασία μπορεί να βελτιωθεί με τον έλεγχο νέων στελεχών και τη γενετική τροποποίηση των υπαρχόντων.

Ο πράσινος χυμός μπορεί να οξινιστεί με ζύμωση γαλακτικού οξέος. Τα ένζυμα που υπάρχουν στον πράσινο χυμό βοηθούν τους οργανισμούς να απελευθερώσουν ζυμώσιμα σάκχαρα. Επιπλέον, ο πράσινος χυμός μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως καθολικό μέσο ζύμωσης στη χημική βιομηχανία. Μπορεί να αντικαταστήσει το MRS, ένα συνθετικό θρεπτικό μέσο, ​​και το LAB. Πολλοί μικροοργανισμοί ευδοκιμούν σε αυτό το μέσο. Αυτό το καθιστά εξαιρετική επιλογή για τη ζύμωση τροφίμων και ποτών.

 

Leave a Reply

Your email address will not be published.