Kvašení Definice
Kvašení se týká metabolický proces, při kterém se organické molekuly (obvykle glukóza) jsou převedeny na kyseliny, plyny, nebo alkohol v nepřítomnosti kyslíku nebo jakékoliv elektronového transportního řetězce. Kvašení cesty regeneraci koenzymu nikotinamidadenindinukleotidu (NAD+), který se používá v procesu glykolýzy na uvolňování energie ve formě adenosintrifosfátu (ATP). Fermentace pouze výnosy čisté 2 ATP na molekulu glukózy (prostřednictvím glykolýzy), zatímco aerobní dýchání výnosy až 32 molekul ATP na molekulu glukózy s pomocí elektronového transportního řetězce.
studie fermentace a jejího praktického využití se jmenuje zymologie a vznikla v roce 1856, kdy francouzský chemik Louis Pasteur prokázal, že fermentace byla způsobena kvasinkami. Fermentace se vyskytuje v některých typů bakterií a hub, které vyžadují prostředí bez kyslíku-žít (známý jako obligátní anaeroby), v fakultativně anaerobními mikroorganismy, jako jsou kvasinky, a také ve svalové buňky, když kyslíku je nedostatek (stejně jako v namáhavém cvičení). Procesy kvašení jsou cenné pro potravinářský a nápojový průmysl, přeměna cukrů na ethanol používá k výrobě alkoholických nápojů, uvolňování CO2 tím, droždí na kynutí chleba, a s produkcí organických kyselin zachovat a chuť zeleniny a mléčných výrobků.
funkce fermentace
hlavní funkcí fermentace je převést NADH zpět na koenzym NAD+ tak, aby mohl být znovu použit pro glykolýzu. Během kvašení, organický akceptor elektronů (např. pyruvát nebo acetaldehyd) reaguje s NADH + h + se tvoří NAD+, vytváří produkty, jako jsou oxid uhličitý a ethanol (etanolové kvašení) nebo laktát (mléčné kvašení) v procesu.
druhy fermentace
existuje mnoho typů fermentace, které se vyznačují konečnými produkty vytvořenými z pyruvátu nebo jeho derivátů. Dvě fermentace, které lidé nejčastěji používají k výrobě komerčních potravin, jsou kvašení ethanolem (používané v pivu a chlebu) a kvašení kyselinou mléčnou (používané k ochucení a konzervaci mléčných výrobků a zeleniny).
Ethanol fermentace
tento obrázek znázorňuje procesy glykolýzy a ethanol fermentace.
při fermentaci ethanolem se pyruvát produkovaný glykolýzou převede na ethanol a oxid uhličitý ve dvou krocích. Nejprve pyruvát uvolňuje oxid uhličitý za vzniku dvouuhlíkové sloučeniny zvané acetaldehyd. Dále se acetaldehyd redukuje NADH na ethanol, čímž se regeneruje NAD + pro použití při glykolýze. Celkově se jedna molekula glukózy převede na dvě molekuly oxidu uhličitého a dvě molekuly ethanolu.
ethanolová fermentace se obvykle provádí kvasinkami, což je jednobuněčná houba.
Mléčné Kvašení
Tento obrázek znázorňuje procesů glykolýzy a homolactic kvašení.
existují dva hlavní typy fermentace kyseliny mléčné: homolaktická a heterolaktická. Při fermentaci kyseliny homolaktové nadh redukuje pyruvát přímo za vzniku laktátu. Tento proces neuvolňuje plyn. Celkově se jedna molekula glukózy převede na dvě molekuly laktátu. Při heterolaktické fermentaci se některé laktáty dále metabolizují, což vede k ethanolu a oxidu uhličitému cestou fosfoketolázy.
fermentace kyseliny mléčné je primárně prováděna určitými typy bakterií a hub. Tento typ fermentace se však také vyskytuje ve svalových buňkách za vzniku ATP, když byl přívod kyslíku vyčerpán během namáhavého cvičení a aerobní dýchání není možné.
Fermentation Equation
Ethanol Fermentation
glucose → 2 ethanol + 2 carbon dioxide
C6H12O6 → 2 C2H5OH + 2 CO2
Lactic Acid Fermentation
glucose → 2 lactic acid
C6H12O6 → 2 C3H6O3
Products of Fermentation
While there are a number of products from fermentation, the most common are ethanol, lactic acid, carbon dioxide, and hydrogen gas (H2). Tyto výrobky se komerčně používají v potravinách, vitamínech, léčivech nebo jako průmyslové chemikálie. Kromě toho mnoho méně běžných produktů stále nabízí komerční hodnotu. Například, na výrobu acetonu pomocí aceton – butanol – etanolové kvašení byl poprvé vyvinut Židovský chemik, Chaim Weizmann a je důležité, aby Britský válečný průmysl Slovo během Války.
Kvíz
1. Co je koenzym regenerovaný procesem fermentace?
a. NADH
b. NAD+
C. Ethanol
D. kyselina mléčná
2. Jaký typ fermentace se vyskytuje ve svalových buňkách během namáhavého cvičení?
a. Ethanol
b. smíšená kyselina
C. kyselina mléčná
D. kyselina máselná
3. Který chemik skvěle prokázal roli kvasinek při fermentaci?
a. Chaim Weizmann
b. Louis Pasteur
C. Marie Curie
D. Antoine Lavoisier
- Reece, J. B., Urry, L. a., Cain, M. L., Wasserman, S. a., Minorsky, P. V., & Jackson, R. (2014). Campbell Biology (desáté vydání). Boston: Pearson.
- Kauffman, g. b., & Mayo, i. (1994). Chaim Weizmann (1874-1952): Chemik, biotechnolog a státník. Journal of chemical education, 71 (3), 209.
- Chojnacka, k. (2006). Fermentační produkty. Chemické inženýrství a technologie chemických procesů, 12.
- Ganguly, Subha. Chemické aspekty fermentační technologie v potravinářském průmyslu. Research Journal of Chemical and Environmental Sciences 1.1 (2013): 42-43.