Παράγει CO2 από τη ζύμωση γαλακτικού οξέος

Η ζύμωση με γαλακτικό οξύ παράγει CO2;

Το ερώτημα: παράγει CO2 από τη ζύμωση γαλακτικού οξέος είναι ένα κοινό ερώτημα μεταξύ των λάτρεις της μπύρας. Ευτυχώς, αυτή η κοινή πρακτική δεν είναι επικίνδυνη για την υγεία μας. Μπορεί να είναι ευεργετικό, καθώς παράγει CO2. Η διαδικασία της ζύμωσης γίνεται με δύο διαδικασίες: την αναερόβια αναπνοή και τη γλυκονεογένεση. Η ζύμωση με γαλακτικό οξύ είναι μία από αυτές τις δύο διαδικασίες. Ας εξερευνήσουμε τι κάνει κάθε διαδικασία για την παραγωγή CO2.

Αναερόβια αναπνοή

Η διαδικασία της αναερόβιας αναπνοής κατά την παραγωγή γαλακτικού οξέος παράγει CO2. Η αναερόβια μέθοδος είναι η πιο αποτελεσματική μορφή μετατροπής ενέργειας στα βακτήρια. Αποδίδει ένα προϊόν 85-95% και 100 g l-1 (S)-γαλακτικού οξέος. Αυτή η μέθοδος είναι απλή και γρήγορη και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή υψηλής ποιότητας (S)-γαλακτικού οξέος.

Το πρώτο βήμα της αερόβιας αναπνοής στη διαδικασία της ζύμωσης είναι η γλυκόλυση, η οποία απελευθερώνει δύο μόρια ATP από ένα μόριο υδατάνθρακα. Η διαδικασία δεν σταματά εκεί. συνεχίζει με τον ίδιο τρόπο και παράγει co2.

Το δεύτερο μέρος της διαδικασίας, η ακεταλδεΰδη, δεν απελευθερώνεται στο περιβάλλον όπως στα δύο πρώτα στάδια. Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, το πυροσταφυλικό παραμένει στο κύτταρο και δεν καταλύεται πλήρως για απελευθέρωση ενέργειας χωρίς οξυγόνο. Αντίθετα, παράγονται διαφορετικά απόβλητα, όπως υδρογόνο και νερό. Εκτός από την παραγωγή CO2, τα βακτήρια μπορούν επίσης να διασπάσουν τα σάκχαρα. Αυτή η διαδικασία παράγει αιθανόλη και CO2, τα οποία στη συνέχεια χρησιμοποιούνται για την παρασκευή αρτοσκευασμάτων.

Στην αναερόβια αναπνοή, οι οργανισμοί παράγουν ATP. Το ATP που παράγεται από αυτή τη διαδικασία είναι πολύ χαμηλότερο από αυτό που παράγεται κατά την αερόβια αναπνοή, αλλά μπορεί να είναι χρήσιμο για βιώσιμη παραγωγή ενέργειας όταν παραστεί ανάγκη. Αυτή η διαδικασία παράγει επίσης CO2, ένα υποπροϊόν της ζύμωσης του γαλακτικού οξέος. Αυτά τα βακτήρια εμφανίζονται συνήθως στο έδαφος και στις πεπτικές οδούς των μηρυκαστικών.

Γλυκονογένεση Η

γλυκονεογένεση είναι η παραγωγή νέας γλυκόζης από πρόδρομες ουσίες που δεν περιέχουν υδατάνθρακες. Αυτή η διαδικασία είναι σημαντική για τη ρύθμιση της οξεοβασικής ισορροπίας και του μεταβολισμού των αμινοξέων. Η γλυκονεογονική οδός εμφανίζεται στο φλοιό του ήπατος και των νεφρών. Τα κύρια υποστρώματα είναι το γαλακτικό, το πυροσταφυλικό και η γλυκερίνη. Η διαδικασία καταναλώνει ATP και παρακάμπτει τις μη αναστρέψιμες αντιδράσεις γλυκόλυσης.

Η διαδικασία της γλυκονεογένεσης είναι μέρος της αλκοολικής ζύμωσης. Περιλαμβάνει τη διάσπαση της γλυκόζης σε πυροσταφυλικό και γαλακτικό. Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, συμβαίνουν πολλές διαφορετικές αντιδράσεις, μετατρέποντας τη γλυκόζη σε αλκοόλ και γαλακτικό οξύ. Η γλυκονεογένεση παράγει CO2 ως υποπροϊόν. Η γλυκόζη μετατρέπεται σε πυροσταφυλικό και γαλακτικό και σε CO2 και ATP κατά τη διάρκεια της διαδικασίας.

Έχουν αναπτυχθεί διάφορες μέθοδοι για την παραγωγή γαλακτικού οξέος. Η χωριστή υδρόλυση και η ζύμωση είναι δύο δημοφιλείς μέθοδοι για την παραγωγή γαλακτικού οξέος. Η χωριστή υδρόλυση και ζύμωση παράγουν περισσότερο CO2 από την πρώτη. Η προηγούμενη στρατηγική μειώνει την υπολειμματική ζάχαρη, επιτυγχάνοντας υψηλότερη οπτική καθαρότητα. Ένα ξεχωριστό στάδιο υδρόλυσης χρησιμοποιείται επίσης σε αυτή τη διαδικασία. Επιπλέον, μια ποικιλία υποστρωμάτων μπορεί να χρησιμοποιηθεί στη ζύμωση γαλακτικού οξέος.

Το εγγύς σωληνάριο είναι ο κύριος παραγωγός γλυκόζης στο νεφρό, ενώ ο μυελός το χρησιμοποιεί. Η παραγωγή και η κατανάλωση γλυκόζης συμβαίνουν στο νεφρό και η καθαρή αρτηριοφλεβική διαφορά γλυκόζης μπορεί να μην είναι κατατοπιστική. Επειδή ο νεφρός παράγει γλυκόζη, η καθαρή αρτηριοφλεβική διαφορά γλυκόζης είναι συνήθως μικρή. Ο νεφρός είναι καταναλωτής γλυκόζης και παραγωγός, αλλά δεν είναι απολύτως σαφές πόση ποσότητα χρησιμοποιείται στο εγγύς σωληνάριο.

Γλυκόλυση Παράγει

CO2 από τη ζύμωση γαλακτικού οξέος; Μπορεί. Είναι μια διαδικασία που χρησιμοποιείται στη γαλακτοβιομηχανία για την παραγωγή γιαουρτιού και τυριού. Χρησιμοποιείται επίσης στη ζύμωση αλκοόλης για την παραγωγή υγρών. Η διαδικασία της ζύμωσης μπορεί να παράγει CO2 όταν το παραγόμενο γαλακτικό οξύ είναι αλκοολικό. Ωστόσο, υπάρχουν ορισμένες διαφορές μεταξύ των δύο διαδικασιών. Αυτές οι διαφορές μπορεί να είναι ωφέλιμες ή επιβλαβείς ανάλογα με τον επιδιωκόμενο σκοπό σας. Παρακάτω αναφέρονται οι κύριες διαφορές μεταξύ αλκοολικής ζύμωσης και ζύμωσης γαλακτικού οξέος.

Τα βακτήρια που παράγουν γαλακτικό οξύ εμφανίζονται φυσικά στα τρόφιμα. Ονομάζονται μικροαερόφιλα επειδή παράγουν γαλακτικό οξύ χωρίς οξυγόνο, περιορίζοντας την ανάπτυξη επιβλαβών βακτηρίων. Αυτά τα βακτήρια παράγουν επίσης άλλες πτητικές ενώσεις και αλκοόλη, καθιστώντας τη διαδικασία σχετικά αποδοτική ως προς τα καύσιμα. Ο Lactobacillus acidophilus είναι ένα από τα πιο κοινά βακτήρια που χρησιμοποιούνται στη ζύμωση γαλακτικού οξέος, αλλά και άλλοι τύποι μπορούν επίσης να παράγουν αυτήν την ένωση.

Η διαδικασία ζύμωσης γαλακτικού οξέος παράγει ένα μόριο υψηλής ενέργειας που ονομάζεται NADH. Χρησιμοποιεί το υδρογόνο ως ενέργεια και μεταφέρει ηλεκτρόνια για να σχηματίσει NAD+. Η διαδικασία παράγει επίσης πυροσταφυλικό, το τελικό προϊόν της φάσης αποπληρωμής ενέργειας. Αυτό το τελικό προϊόν χρησιμοποιείται επίσης στη γλυκόλυση, η οποία οξειδώνει τη γλυκόζη για να παράγει γαλακτικό. Αλλά αν αναρωτιέστε εάν η ζύμωση γαλακτικού οξέος παράγει CO2 ή όχι, θα πρέπει να κάνετε κάποια έρευνα σχετικά με αυτό.

Ζύμωση γαλακτικού οξέος

Μια ερώτηση για την οποία πολλοί άνθρωποι είναι περίεργοι είναι πώς παράγεται το CO2 από τη ζύμωση γαλακτικού οξέος. Η ίδια η διαδικασία είναι πολύ απλή, αλλά αρκετοί παράγοντες επηρεάζουν το πόσο CO2 παράγεται. Το σχήμα 1 δείχνει τη γενική διαδικασία που εμπλέκεται. Η θερμοκρασία είναι 50 μοίρες και η προκύπτουσα συγκέντρωση προϊόντος είναι περίπου 100 g l-1. Η διαδικασία δεν είναι ενεργοβόρα, επομένως μια μεγάλης κλίμακας εμπορική παραγωγή είναι απίθανη.

Όταν τα βακτήρια του γαλακτικού οξέος εκτίθενται στο οξυγόνο, συνήθως υποβάλλονται σε αερόβια αναπνοή. Ωστόσο, η ζύμωση γαλακτικού οξέος συμβαίνει όταν η παροχή οξυγόνου είναι ανεπαρκής. Η υπερβολική καταπόνηση ή η άσκηση μπορεί να προκαλέσει παραγωγή γαλακτικού οξέος. Αυτό παράγει περισσότερη ενέργεια σε μικρότερο χρονικό διάστημα, αλλά μπορεί να προκαλέσει κράμπες και ακαμψία στους μύες. Παρά αυτή την πιθανή παρενέργεια, η ζύμωση γαλακτικού οξέος χρησιμοποιείται ευρέως στη βιομηχανία τροφίμων, όπου ο lactobacillus spp. χρησιμοποιείται για τυριά, γιαούρτια, ξινολάχανο και κεφίρ. Αυτή η διαδικασία ζύμωσης συμβάλλει επίσης στην ξινή γεύση αυτών των τροφίμων.

Τα βακτήρια γαλακτικού οξέος έχουν πολλά οφέλη. Αυτά τα βακτήρια βοηθούν στη διατήρηση τροφίμων όπως τα αγγούρια και τα φρέσκα λαχανικά. Βοηθούν επίσης στη διατήρηση των δημητριακών, του γιαουρτιού και άλλων προϊόντων που μοιάζουν με ψωμί. Η ζύμωση με βακτήρια γαλακτικού οξέος φτιάχνει επίσης πάστες και σάλτσες με γεύση κρέατος. Αυτά τα γεύματα δεν είναι μόνο θρεπτικά, αλλά είναι και εξαιρετικά αποδοτικά σε καύσιμα. Θα βρείτε τρόφιμα που έχουν υποστεί ζύμωση με αυτό το βακτήριο σε κάθε ήπειρο. Και μην ξεχνάτε ότι το γαλακτικό οξύ είναι επίσης σημαντικό μέρος της παρασκευής κρασιού και μπύρας!

NADH

Το NLDS κωδικοποιεί τα ένζυμα NADH και GOX. Είναι ευρέως κατανεμημένα μεταξύ των LAB με αλληλουχία και παίζουν ουσιαστικό ρόλο στις αντιδράσεις ζύμωσης. Αυτά τα ένζυμα αναγεννούν το NAD+ κατά τη ζύμωση καταλύοντας την οξείδωση του NADH. Ελλείψει NLDS, τα στελέχη αποτυγχάνουν να αναπτυχθούν και να καταναλώσουν αποτελεσματικά τη γλυκόζη. Αυτά τα ένζυμα επηρεάζουν επίσης τον ρυθμό με τον οποίο τα βακτήρια παράγουν γαλακτικό οξύ.

Στο κυτταρόπλασμα συμβαίνουν αρκετοί διαφορετικοί τύποι ζύμωσης. Αυτές οι αντιδράσεις δημιουργούν NAD+ που μπορεί στη συνέχεια να χρησιμοποιηθεί στη γλυκόλυση. Το NAD+ που παράγεται κατά τη γλυκόλυση δεν είναι διαθέσιμο για επαναοξείδωση από την αναπνευστική αλυσίδα και μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο για την παραγωγή ATP. Αυτό σημαίνει ότι η συνολική απόδοση του ATP από τη ζύμωση περιορίζεται στην ποσότητα του NADH που παράγεται κατά τη διάρκεια της γλυκόλυσης. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι οδοί ζύμωσης είναι τόσο σημαντικές για την ανάπτυξη διαφόρων οργανισμών.

Όταν ένα μυϊκό κύτταρο χρειάζεται ενέργεια για να λειτουργήσει, μπορεί να εκτελέσει ζύμωση γαλακτικού οξέος για να αποκτήσει ενέργεια. Αυτή η διαδικασία μπορεί να συμβεί όταν τα μυϊκά κύτταρα στερούνται οξυγόνου κατά τη διάρκεια της άσκησης. Προηγούμενες μελέτες έδειξαν ότι η συσσώρευση γαλακτικού στους μυϊκούς ιστούς προκαλεί πόνο. Μεταγενέστερη έρευνα έδειξε ότι το γαλακτικό οξύ μεταφέρεται μέσω της κυκλοφορίας του αίματος στο ήπαρ και μετατρέπεται σε πυροσταφυλικό. Μόλις εκεί, επεξεργάζεται περαιτέρω σε άλλες αντιδράσεις κυτταρικής αναπνοής.

NAD+

Παράγει CO2 από τη ζύμωση γαλακτικού οξέος; Ναι είναι. Η διαδικασία είναι αρκετά απλή. Το προϊόν, το γαλακτικό οξύ, ζυμώνεται παρουσία βακτηρίων. Αυτά τα βακτήρια διασπούν το γαλακτικό οξύ σε οξικό οξύ και προπιονικό οξύ. Τα βακτήρια του γαλακτικού οξέος είναι πολύ σημαντικά για τη ζύμωση των γαλακτοκομικών προϊόντων, τα οποία τροφοδοτούν τον παγκόσμιο πληθυσμό. Εάν υπάρχουν βακτήρια, δεν υπάρχει λόγος ανησυχίας για την παραγωγή CO2.

Σε αναερόβιες συνθήκες, η γλυκόζη διασπάται σε δύο πρόδρομους πυροσταφυλικούς 3-άνθρακες. Τα μόρια NAD+ μετατρέπονται σε δύο NADH. Το ADP αφαιρεί τα πρόσθετα φωσφορικά άλατα στους άνθρακες. Τα μόρια πυροσταφυλικού στη συνέχεια μετατρέπονται σε γαλακτικό και η διαδικασία επαναλαμβάνεται. Το μόριο πυροσταφυλικού απελευθερώνει CO2. Στη συνέχεια, το μόριο NADH μετατρέπει το γαλακτικό οξύ σε NAD+.

Η αλκοολική ζύμωση παράγει αιθανόλη και διοξείδιο του άνθρακα. Η διαδικασία ζύμωσης είναι μια διαδικασία τριών σταδίων που περιλαμβάνει τη χρήση ζυμομυκήτων. Η γλυκόλυση διασπά τη γλυκόζη και σχηματίζεται πυροσταφυλικό. Και τα δύο αυτά προϊόντα είναι διοξείδιο του άνθρακα και αιθανόλη. Στη συνέχεια σχηματίζεται αιθανόλη στο τελικό στάδιο. Οι ζύμες παράγουν διοξείδιο του άνθρακα και αιθανόλη. Και τα δύο προϊόντα είναι σημαντικά για την παραγωγή αλκοόλ, το οποίο χρησιμοποιούμε για την παρασκευή μπύρας και ψωμιού.

Αν αναρωτιέστε, η ζύμωση του γαλακτικού οξέος παράγει CO2; Σκέψου το! Αυτή η ερώτηση βασίζεται στον μαθησιακό στόχο 2.5. Είναι ένας καλός τρόπος να ζητήσετε από τους μαθητές να εξηγήσουν ποιοι περιβαλλοντικοί παράγοντες μπορούν να επηρεάσουν τη διαδικασία ζύμωσης. Ζητώντας από τους μαθητές να σκεφτούν τη διαδικασία της ζύμωσης και να εξηγήσουν τους μηχανισμούς της, είναι καλύτερα εξοπλισμένοι να απαντήσουν: «Η ζύμωση του γαλακτικού οξέος παράγει CO2;»

Leave a Reply

Your email address will not be published.