Részvény:
Fermentációs folyamat és típusok
az erjedés Ez egy olyan anyagcsere-folyamat, amelyet egyes szervezetek használnak bizonyos szerves vegyületek energiájának és tápanyagainak előállításához. A fermentáció egyik fontos jellemzője, hogy anaerob reakció, ami azt jelenti, hogy oxigén hiányában következik be.
Sok mikroorganizmus az ATP formájában termelt energiatermelés mechanizmusát használja. Az energiát a szerves molekulák, például a keményítő vagy a cukor bomlásával érjük el fermentációval.
Az élesztők cukrokat fermentálnak és alkoholokká alakítják, míg a baktériumok bizonyos szénhidrátokat tejsavvá alakítanak át. A fermentáció gyümölcsökben, gombákban és az emlősök izomzatában is előfordul.
Ezt a természetes erjedési folyamatot a modern ember széles körben használta érdeklődésre számot tartó termékek, például sör, bor, joghurt és sajtok előállítására. A fermentáció tanulmányozását cimológiának nevezzük.
index
- 1 Fermentációs folyamat
- 2 Az erjesztés típusai
- 2.1 Alkoholos erjedés
- 2.2. Tejsav fermentáció
- 3 Az élelmiszer-fermentációban részt vevő mikroorganizmusok
- 3.1 Baktériumok
- 3.2 Élesztők
- 3.3 Formák
- 4 Referenciák
Fermentációs folyamat
Az energia megszerzéséhez hasonlóan más metabolikus folyamatokhoz hasonlóan a fermentáció glikolízissel kezdődik. Ez a metabolikus reakció a glükózmolekulák lebomlásán alapul, hogy fontos energiamolekulákat kapjunk. A folyamat során a glükóz oxidációval lebomlik, és NADH és piruvát molekulák keletkeznek.
Az aerob reakciókban (amelyek oxigént használnak) a NADH és a piruvát az oxidatív foszforiláció nevű mechanizmusban vesz részt, amely a mitokondriumok membránjában zajlik, és rendkívül hatékony az ATP molekulák formájában történő energiatermelésre..
Ezzel szemben az erjesztés nem vezet ilyen hatékony energiatermeléshez, mivel egyes molekulák, mint például az NADH, nem tudják elengedni elektronjukat, hogy újra NAD + legyen, ami a molekula oxidált formája, és amely szükséges ahhoz, hogy többet hozzon létre. ATP molekulák.
Ennek eredményeként más metabolikus reakciók lépnek fel, amelyek biztosítják, hogy az NADH molekulák egy másik szerves molekulának, például a glikolízisből származó piruvátnak adományozzák elektronjukat. Ez a NADH NAD + oxidációja lehetővé teszi a glikolízis folytatását.
Az erjedés típusai
Alkoholos fermentáció
Az alkoholos erjesztés során az NADH-molekulák elektronjukat adják más piruvátból származó molekuláknak, és így alkohol keletkezik. Az előállított alkohol kifejezetten etanol vagy etil-alkohol, és ez egy két lépésből álló folyamat.
Az első lépésben egy karboxilcsoport szabadul fel a piruvátból, amely szén-dioxid formájában szabadul fel, ezáltal elhagyja az alketaldehidnek nevezett két szénatomú molekulát..
A második lépésben az NADH átadja elektronjait a korábban előállított acetaldehidnek, amely az etanolt termeli és regenerálja a NAD + -ot, ami szükséges a glikolízis és ennek következtében a piruvát ellátásához..
A glükózból származó etanol előállításának nettó kémiai egyenlete:
C6H12O6 (glükóz) → 2 C2H5OH (etanol) + 2 CO2 (szén-dioxid)
Az élesztők alkoholos erjedést végeznek, amelyet közös alkoholtartalmú italok, például sör és bor gyártására használnak, valamint kenyeret készítenek..
Fontos megjegyezni, hogy az alkohol nagy mennyiségben mérgező mind élesztőknél, mind embereknél, ami 5–21% -os tűréshatárt állapított meg..
Tejsav fermentáció
A tejsav erjesztésében az NADH az elektronjait közvetlenül a piruváthoz továbbítja, így laktátmolekulát hoz létre. A joghurtot termelő baktériumok tejsavas erjesztéssel, valamint az emberi test vörösvérsejtjeivel járnak.
A következő egyenlet a tejsav glükózból történő előállítását írja le:
C6H12O6 (glükóz) → 2 CH3CHOHCOOH (tejsav)
A tejsav termelése laktózból és vízből is előállítható, amint azt a következő összefoglaló egyenlet mutatja:
C12H22O11 (laktóz) + H2O (víz) → 4 CH3CHOHCOOH (tejsav)
Laktikus fermentáció is előfordulhat az izomsejtekben, de csak bizonyos körülmények között; például amikor a testmozgás nagyon intenzív, és kevés az oxigénellátás.
Az izmokban előállított tejsavat a véráramba szállítják a májba, ahol visszafordul a piruváttá, és újra felhasználható az energiatermelés más reakcióiban..
Az élelmiszer-fermentációban részt vevő mikroorganizmusok
Az élelmiszer-fermentációban részt vevő mikroorganizmusok leggyakoribb csoportjai a következők:
baktériumok
A nemzetségek tejsavbaktériumai Lactobacillus, Pediococcus, Streptococcus és Oenococcus, az erjedt élelmiszerek legfontosabb baktériumai, amelyeket a következő fajok követnek:. \ t Aceíobacter, amely az alkoholt ecetsavban oxidálja.
Az ecetsav erjesztését széles körben alkalmazták gyümölcsecet, köztük az almabor ecet előállítására. A fermentáció szempontjából fontos baktériumok egy harmadik csoportja a bacilus subtilis, B. licheniformis és B. pumilus, amely növeli a közeg pH-ját.
Bacillus subtilis A domináns faj a molekulák termelésében, amelyek növelik a közeg lúgosságát, például az ammóniát. Ez a környezetet nem alkalmas a bomlástermékek növekedésére, ami segít az élelmiszer megőrzésében.
Az alkáli erjesztések gyakrabban fordulnak elő a fehérjetartalmú élelmiszerekben, mint a szójabab és más hüvelyesek, bár növényi magvakkal is elvégezték őket. Például a görögdinnye magjai és a szezámmag.
élesztők
A baktériumokhoz és az öntőformákhoz hasonlóan az élesztőknek kedvező és kedvezőtlen hatása lehet az élelmiszer-fermentációban. Néhány élesztő hasonlít Pichia romlik az élelmiszer, míg a Candida Ezt a kívánt fehérjék előállítására használják.
A legelőnyösebb élesztő a kívánt élelmiszer-fermentáció szempontjából a család Saccharomyces. Ez az S. cerevisiae részt vesz a kenyér és az alkohol készítésében a bor erjedésben. A család változatos karlbergenise Saccharomyces cerevisiae az élesztő részt vesz a sör előállításában.
A család ellipsoideus fajta Saccharomyces cerevisiae A borkészítés során széles körben használják. A maga részéről, Schizosaccharomyces pombe és S. boulderi a hagyományos erjesztett italok, különösen a kukoricából és kölesből származó termelésében domináns élesztők.
Azt találták, hogy a faj Schizosaccharomyces pombe Képes az almasavat etanolban és szén-dioxidban lebontani, és sikeresen alkalmazták a szőlő- és szilva-mustok savasságának csökkentésére.
öntőformák
Az öntőformák szintén fontosak az élelmiszer-feldolgozásban, mind a lebomlás, mind a megőrzés szempontjából. Sok öntőforma képes kereskedelmi szempontból fontos enzimek, például pektináz előállítására Aspergillus niger.
A fajok Aspergillus Ők részt vesznek a citromsav előállításában az almahús maradványaiból. A fajok Aspergillus Gyakran felelősek a károsodást okozó élelmiszerek nemkívánatos változásáért.
Másrészt, a fajok Penicillium összefüggésben állnak a sajtok érlelésének és ízlésének kialakulásával, míg a fajok. \ t Ceratocystis részt vesznek a gyümölcs ízének előállításában. Ugyanakkor a Penicillium a toxinok, például a patulin termelésének oka.
referenciák
- Berg, J., Tymoczko, J., Gatto, G. & Strayer, L. (2015). biokémia (8. kiadás). W. H. Freeman és Company.
- Hogg, S. (2005). Alapvető mikrobiológia (1. kiadás). Wiley.
- Ray, R. & Montet, D. (2014). Mikroorganizmusok és a hagyományos élelmiszerek erjesztése (1. kiadás). CRC Nyomja meg.
- Simon, E. (2014). Biológia: A mag (1. kiadás). Pearson.
- Solomon, E., Berg, L. & Martin, D. (2004). biológia (7. kiadás) Cengage Learning.
- Voet, D., Voet, J. & Pratt, C. (2016). A biokémia alapjai: az élet a molekuláris szinten(5. kiadás). Wiley.