Reazzjoni tal-fermentazzjoni tal-glukosju. Tipi, sinifikat u prodott tal-fermentazzjoni

Il-fermentazzjoni tal-glukosju hija waħda mir-reazzjonijiet ewlenin li bihom huwa possibbli li jitħejjew spirti. Jista 'jitwettaq b'modi differenti, f'kull wieħed minnhom jiġu ffurmati prodotti individwali. Dan il-proċess għandu rwol ewlieni f'ħafna oqsma tal-ħajja tagħna, mill-vodka tat-tisjir u t-tisjir għar-reazzjonijiet li jseħħu fil-ġisem tagħna.

Storja

Il-proċess tal-fermentazzjoni tal-glukożju u zokkor ieħor intuża minn nies tal-qedem. Huma kielu ftit ikel moqli. Dan l-ikel kien aktar sikur, għax kien fih alkoħol, li fil-medda tiegħu inqatlu ħafna batterji ta 'ħsara. Fl-Eġittu tal-qedem u Babylon, in-nies diġà kienu jafu kif jiffermentu ħafna xorb u ħalib li fihom iz-zokkor. Meta n-nies fi tmiem is-seklu 18 irnexxielhom jistudjaw aħjar dan il-proċess, it-tipi u l-possibbiltajiet tiegħu għat-titjib, industriji bħall-kvass, il-birra u l-vodka tal-inbid kiber ħafna b'mod kwalitattiv.

Tipi ta 'fermentazzjoni

B'mod estranju, dan il-proċess huwa differenti. U tiddistingwi bejn it-tipi ta 'fermentazzjoni tal-glukożju fil-prodotti finali. Għalhekk, hemm aċidu lattiku, alkoħol, aċidu ċitriku, aċetun, aċidu olejku u ħafna oħrajn. Ejja nitkellmu ftit dwar kull tip separatament. Il-fermentazzjoni tal-aċidu lattiku tal- glukożju huwa l-proċess ewlieni fit-tħejjija ta 'prodotti bħal ħalib imbaqqat, krema qarsa, kefir, ġobon cottage. Hija wkoll użata biex tikkonserva l-ħxejjex u twettaq funzjoni ewlenija fil-ġisem tagħna: f'kundizzjonijiet ta 'nuqqas ta' ossiġenu, il-glukożju jiddawwar fil-prodott finali - aċidu lattiku, li jikkawża uġigħ fil-muskoli fil-ħin tat-taħriġ u ftit wara.

Il-fermentazzjoni alkoħolika hija kkaratterizzata mill-fatt li l-alkoħol etiliku huwa ffurmat bħala l-prodott finali. Dan iseħħ bl-għajnuna ta 'mikro-organiżmi - ħmira. U għandu rwol ewlieni fit-tisjir, għaliex minbarra l-prodott ewlieni, il-fermentazzjoni alkoħolika tar-rilaxx tal-glukożju tad-dijossidu tal-karbonju (dan jispjega t-togħma tat-test tal-ħmira).

Il-fermentazzjoni tal-lumi-aċidu sseħħ, kif mhux diffiċli biex tirbaħ, bil-formazzjoni ta 'aċidu ċitriku. Dan iseħħ taħt l-influwenza ta 'ċertu tip ta' fungi u huwa parti miċ-ċiklu ta 'Krebs, li jiżgura n-nifs taċ-ċelloli kollha tal-ġisem tagħna.

Il-fermentazzjoni tal-aċetun-butil hija simili ħafna għall-aċidu butiriku. Bħala riżultat, jifforma aċidu olejku, butil u alkoħol etiliku, aċetun u dijossidu tal-karbonju. Bil-fermentazzjoni taż-żejt aċiduża, huma ffurmati biss l-aċidu u d-dijossidu tal-karbonju li jikkorrispondi għall-isem.

Issa se nħarsu lejn it-tipi kollha f'aktar dettall, u nibdew bl-iktar fermentazzjoni bażika tal-alkoħol tal-glukosju. Ir-reazzjonijiet u t-tgawdiet kollha tal-kors tagħhom se jiġu analizzati fid-dettall.

Fermentazzjoni alkoħolika

Ahna nuru ftit aktar dwar il-fermentazzjoni tal-glukożju, li l-ekwazzjoni taghha hija: C ₆ H ₁₂ O ₆ = 2C ₂ H ₅ OH + 2CO ₂ . X'tista 'titgħallem minn din ir-reazzjoni? Għandna żewġ prodotti: alkoħol etiliku u dijossidu tal-karbonju. Minħabba dan ta 'l-aħħar, aħna nosservaw il-nefħa tat-test tal-ħmira. U minħabba l-ewwel, għandna l-opportunità li nġibu togħma unforgettable ta 'l-inbid u l-inbid. Iżda fil-fatt din hija biss ekwazzjoni simplifikata. Ir-reazzjoni kompluta tal-fermentazzjoni tal-glukosju hija aktar ikkumplikata, allura ħuha ftit aktar fil-fond.

Hemm proċess bħal glycolysis. Litteralment l-isem tiegħu jissarraf bħala "zokkor diviżorju." Dan iseħħ fil-ġisem, u l-prodott sekondarju tiegħu huwa l -aċtu pyruvic, u dak ewlieni huwa l-aċidu adenosin trifosforiku (ATP), li huwa ffurmat matul din ir-reazzjoni minn kompost ieħor. Jista 'jingħad li ATP huwa trasportatur ta' enerġija fil-ġisem, u fil-fatt il-glycolysis sservi biex tipprovdi lill-ġisem tagħna b'enerġija.

Aħna ma rnexxilniex dan il-proċess. Fil-fatt, il-fermentazzjoni hija simili ħafna għall-glycolysis, peress li l-ewwel stadju huwa eżattament l-istess għalihom. Jista 'jingħad ukoll li r-reazzjoni tal-fermentazzjoni alkoħolika tal-glukożju hija kontinwazzjoni tal-glycolysis. Il-pyruvate (aċidu aċidu pirruviku) iffurmat matul dan ta 'l-aħħar huwa kkonvertit f'acetaldehyde (CH ₃ -C (O) H), bir-rilaxx tad-dijossidu tal-karbonju bħala prodott sekondarju. Wara dan, il-prodott li jirriżulta huwa mnaqqas bil-coenzyme NADH li jinsab fil-batterja. It-tnaqqis iwassal għall-formazzjoni ta 'alkoħol etiliku.

Għalhekk, ir-reazzjoni tal-fermentazzjoni tal-glukosju għall-etanol hija kif ġej:

1) C ₆ H ₁₂ O ₆ = 2 C ₃ H ₄ O ₃ + 4 H ⁺

2) Ċ ₃ H ₄ O ₃ = CH ₃ -COH + CO ₂

3) CH ₃ -COH + NADH + H ⁺ = C ₂ H ₅ OH + NAD ⁺

NADH iservi bħala katalizzatur ta 'reazzjoni, u l-joni NAD ⁺ għandha rwol ewlieni fl-istadju bikri tal-glycolysis, u li tifforma fit-tmiem tal-fermentazzjoni tal-alkoħol, tirritorna għall-proċess.

Ejjew ngħaddu għall-varjetà li jmiss tat-tip ta 'reazzjonijiet li qed jiġu investigati.

Fermentazzjoni tal-Glukows tal-Aċidu lattiku

Mill-alkoħol din l-ispeċi tvarja minħabba li sseħħ mhux taħt l-influwenza tal-ħmira, iżda bl-għajnuna ta 'batterji tal-aċidu lattiku. Għalhekk, għandna prodotti kompletament differenti. Il-fermentazzjoni tal-aċidu lattiku sseħħ ukoll fil-muskoli tagħna b'tagħbijiet għoljin u nuqqas ta 'ossiġnu.

Hemm żewġ tipi ta 'dan il-proċess. L-ewwel hija l-fermentazzjoni omofermentattiva. Jekk qatt smajt il-prefiss "homo", allura żgur li tifhem dak li tfisser. Il-fermentazzjoni omofermentattiva hija proċess li jinvolvi enzima waħda. Fl-ewwel stadju, il-glycolysis sseħħ u l-aċtu pirruviku huwa ffurmat. Imbagħad il-pyruvate li jirriżulta (fis-soluzzjoni, dan l-aċidu jista 'jeżisti biss bħala joni) jgħaddi minn idroġenazzjoni b'NADH ⁺ H u lactate dehydrogenase. Bħala riżultat, il-prodott tat-tnaqqis huwa aċtu lattiku, li huwa ta 'madwar 90% tal-prodotti kollha miksuba matul ir-reazzjoni. Dan il-kompost, madankollu, jista 'wkoll jiġi ffurmat f'forma ta' żewġ isomeri differenti: D u L. Dawn it-tipi jvarjaw minħabba li huma riflessjonijiet ta 'mera ta' xulxin u, għalhekk, jaffettwaw b'mod differenti lill-ġisem tagħna. Liema isomeru se jkun iffurmat sa ċertu punt jiddetermina l-istruttura tal-lactate dehydrogenase.

Ejja ngħaddu għat-tieni tip ta 'fermentazzjoni lattika - iterofermentattivi. F'dan il-proċess, diversi enzimi jipparteċipaw, u dan imur tul triq aktar kumplessa. Minħabba dan, prodotti aktar differenti huma ffurmati matul ir-reazzjoni: minbarra l-aċidu lattiku, nistgħu nsibu hemm aċidu aċetiku u alkoħol etiliku.

Allura ħarisna lejn il-fermentazzjoni tal-aċidu lattiku. Dan huwa l-proċess li bih nistgħu ngawdu t-togħma tal-ġobon cottage, jogurt, ryazhenka u kefir. Ejja ngħidu fil-qosor u niktbu b'mod ġenerali r-reazzjoni tal-fermentazzjoni tal-aċidu lattiku tal-glukożju: C ₆ H ₁₂ O ₆ = 2 C ₃ H ₆ O ₃ . Naturalment, din hija skema ssimplifikata tal-proċess ta 'fermentazzjoni omofermentattiva, peress li anke l-iskema tal-proċess eteroenzimatiku se tkun ikkumplikata ħafna. Il-kimiċi għadhom qed jistudjaw il-fermentazzjoni tal-ħalib tal-glukosju u jsibu l-mekkaniżmi sħaħ tagħha, għalhekk għad għandna ħafna x'jagħmlu.

Fermentazzjoni fermentata bil-lumi

Jirriżultaw reazzjonijiet ta 'dan it-tip ta' fermentazzjoni, bħal ma hu l-alkoħol, taħt l-influwenza ta 'fungi ta' ċerta razza. Il-mekkaniżmu sħiħ ta 'din ir-reazzjoni għadu ma ġiex mifhum sew, u nistgħu niddependu biss fuq ċerti simplifikazzjonijiet. Madankollu, hemm suġġerimenti li l-istadju inizjali tal-proċess huwa l-glycolysis. Imbagħad l-aċidu pirruviku dawriet imbagħad f'aċti varji u jasal għall-lumi. Minħabba dan il-mekkaniżmu, aċidi oħra jakkumulaw fil-mezz ta 'reazzjoni, prodotti ta' ossidazzjoni inkompleta tal-glukożju.

Dan il-proċess iseħħ taħt l-influwenza ta 'l-ossiġenu, u b'mod ġenerali jista' jinkiteb bħala l-ekwazzjoni li ġejja: 2C ₆ H ₁₂ O ₆ + 3 O ₂ = 2C ₆ H ₈ O ₇ + 4H ₂ O. Qabel ma ġie skopert dan it-tip ta 'fermentazzjoni, Permezz tal-għafis tal-frott tas-siġra korrispondenti. Madankollu, fil-lumi ta 'dan l-aċidu mhux aktar minn 15%, għalhekk dan il-metodu wera li mhux konvenjenti, u wara l-iskoperta ta' din ir-reazzjoni l-aċidu kollu beda jiġi prodott bil-fermentazzjoni.

Fermentazzjoni żejtnija

Ipproċedi għat-tip li jmiss. Dan it-tip ta 'fermentazzjoni sseħħ taħt l-azzjoni ta' batterji ta 'aċidu butiriku. Dawn huma mifruxa, u l-proċess li jikkawżaw, għandu rwol ewlieni f'ċikli bijoloġikament importanti. Bl-għajnuna ta 'dawn il-batterji, id-dekompożizzjoni ta' organiżmi mejtin isseħħ. L-aċidu żejtni, iffurmat matul ir-reazzjonijiet, jattira r-riħa ta 'kennies.

Dan it-tip ta 'fermentazzjoni tintuża fl-industrija. Kif tista 'tisma', huma jiksbu l-aċidu oleiku. L-esteri tagħha jintużaw ħafna fil-fwejjaħ u għandhom riħa pjaċevoli, b'differenza minnha stess. Madankollu, il-fermentazzjoni taż-żejt mhix dejjem ta 'benefiċċju. Jista 'jikkawża ħsara lill-ħxejjex, oġġetti tal-bott, ħalib u prodotti oħra. Iżda dan jista 'jiġri, jekk biss il-batterji taż-żejt jidħlu fil-prodott.

Ejjew nanalizzaw il-mekkaniżmu tal-fermentazzjoni taż-żejt tal-glukosju. Ir-reazzjoni tiegħu hija kif ġej: C ₆ H ₁₂ O ₆ → CH ₃ CH ₂ CH ₂ COOH + 2CO ₂ ↑ + 2H ₂ . Bħala riżultat, l-enerġija hija prodotta wkoll, li tiżgura l-attività tal-ħajja tal-batterji ta 'l-aċidu butiriku.

Il-fermentazzjoni tal-aċetun-butil

Dan it-tip huwa simili ħafna għall-aċidu butiriku. Mhux biss il-glukożju, iżda wkoll il-gliċerina, u l-aċidu pirruviku jistgħu jimirħu b'dan il-mod. Dan il-proċess jista 'jinqasam f'żewġ stadji: l-ewwel (xi kultant magħruf bħala aċiduż) huwa attwalment fermentazzjoni ta' aċidu olejku. Madankollu, flimkien maż-żejt, l-aċidu aċetiku jiġi rilaxxat ukoll. Bħala riżultat tal-fermentazzjoni tal-glukożju b'dan il-mod, irridu jiksbu prodotti li jmorru għat-tieni stadju (acetonobutyl). Peress li l-proċess kollu jseħħ ukoll taħt l-azzjoni tal-batterja, allura l-aċidifikazzjoni tal-medju (żieda fil-konċentrazzjoni ta 'aċidi) tagħti lok għal ħelsien ta' enzimi speċjali minn batterji. Huma jinduċu reazzjoni għall-konverżjoni tal-prodotti tal-fermentazzjoni tal-glukosju għal n-butanol (alkoħol tal-butyl) u aċetun. Barra minn hekk, jista 'jiġi ffurmat xi etanol.

Tipi oħra ta 'fermentazzjoni

Minbarra dawn il-ħames tipi ta 'dan il-proċess, hemm ħafna aktar. Pereżempju, din hija l-fermentazzjoni aċetika. Dan iseħħ ukoll taħt l-azzjoni ta 'bosta batterji. Dan it-tip ta 'fermentazzjoni jista' jintuża għal skopijiet utli meta jinqata '. Tipproteġi l-ikel minn patoġeni u batterji perikolużi. Il-fermentazzjoni alkalinika jew tal-metanu hija wkoll distinta. B'differenza għat-tipi preċedenti, dan it-tip ta 'fermentazzjoni tista' ssir għall-biċċa l-kbira tal-komposti organiċi. Bħala riżultat ta 'numru kbir ta' reazzjonijiet kumplessi, is-sustanzi organiċi huma maqsuma f'metan, idroġenu u dijossidu tal-karbonju.

Rwol bijoloġiku

Il-fermentazzjoni hija l-iktar metodu eqdem li tinkiseb l-enerġija minn organiżmi ħajjin. Xi kreaturi jipproduċu sustanzi organiċi, inċidentalment jirċievu l-enerġija, filwaqt li oħrajn jeqirdu dawn is-sustanzi, filwaqt li jirċievu wkoll l-enerġija. Il-ħajja kollha tagħna hija mibnija fuq dan. U f'kull wieħed minna l-fermentazzjoni f'xi forma jew oħra tipproċedi. Kif imsemmi hawn fuq, il-fermentazzjoni lattika sseħħ fil-muskoli b'taħriġ intensiv.

X'iktar biex taqra?

Jekk inti interessat fil-bijokimika ta 'dan il-proċess interessanti ħafna, ta' min jibda bil-kotba ta 'l-iskola dwar il-kimika u l-bijoloġija. F'ħafna kotba tal-kotba tal-università jiġi stabbilit materjal tant dettaljat li wara li taqrahom tista 'ssir biss espert f'dan il-qasam.

Konklużjoni

Allura aħna waslu sa l-aħħar. Aħna rrevedew it-tipi kollha ta 'fermentazzjoni tal-glukożju u l-prinċipji ġenerali ta' dawn il-proċessi, li għandhom rwol importanti ħafna kemm fil-funzjonament ta 'organiżmi ħajjin kif ukoll fl-industrija tagħna. Huwa possibbli li fil-futur ser niftħu diversi tipi oħra ta 'dan il-proċess tal-qedem u nitgħallmu kif nużawhom għall-benefiċċju ta' lilna nfusna, kif għamlet ma 'dawk diġà magħrufa lilna.