Fermenteringsdefinisjon
Fermentering refererer til den metabolske prosessen som organiske molekyler (normalt glukose) omdannes til syrer, gasser eller alkohol i fravær av oksygen eller en hvilken som helst elektrontransportkjede. Fermenteringsveier regenererer koenzym nikotinamid-adenin-dinukleotid (NAD+), som brukes i glykolyse for å frigjøre energi i form av adenosintrifosfat (ATP). Fermentering gir bare et nett på 2 ATP per glukosemolekyl (gjennom glykolyse), mens aerob respirasjon gir så mange som 32 molekyler ATP per glukosemolekyl ved hjelp av elektrontransportkjeden.studiet av fermentering og dens praktiske anvendelser heter zymologi og oppsto i 1856 da den franske kjemikeren Louis Pasteur demonstrerte at fermentering var forårsaket av gjær. Fermentering skjer i visse typer bakterier og sopp som krever et oksygenfritt miljø for å leve (kjent som obligate anaerober), i fakultative anaerober som gjær, og også i muskelceller når oksygen er mangelvare (som i anstrengende trening). Fermenteringsprosessene er verdifulle for mat-og drikkevareindustrien, med konvertering av sukker til etanol som brukes til å produsere alkoholholdige drikker, frigjøring AV CO2 av gjær som brukes i leavening av brød, og med produksjon av organiske syrer for å bevare og smake grønnsaker og meieriprodukter.
Funksjon Av Gjæring
hovedfunksjonen til gjæring er å konvertere NADH tilbake til koenzym NAD+ slik at den kan brukes igjen for glykolyse. Under gjæring reagerer en organisk elektronacceptor (som pyruvat eller acetaldehyd) MED NADH for å danne NAD+, og genererer produkter som karbondioksid og etanol (etanol-gjæring) eller laktat (melkesyrefermentering) i prosessen.
Typer Gjæring
det finnes mange typer gjæring som preges av sluttproduktene dannet av pyruvat eller dets derivater. De to fermenteringene som oftest brukes av mennesker til å produsere kommersielle matvarer, er etanol-gjæring (brukt i øl og brød) og melkesyrefermentering (brukt til å smake og bevare meieri og grønnsaker).
Etanol Gjæring
denne figuren viser prosesser av glykolyse og etanol gjæring.
i etanol gjæring, pyruvat produsert gjennom glykolyse omdannes til etanol og karbondioksid i to trinn. For det første frigjør pyruvatet karbondioksid for å danne en to-karbonforbindelse kalt acetaldehyd. Deretter reduseres acetaldehyd MED NADH til etanol, og regenererer DERMED NAD+ for bruk i glykolyse. Samlet sett blir ett molekyl glukose omdannet til to molekyler karbondioksid og to molekyler etanol.Etanol gjæring utføres vanligvis av gjær, som er en encellet sopp.
Melkesyrefermentering
denne figuren viser prosessene for glykolyse og homolaktisk gjæring.
det finnes to hovedtyper av melkesyrefermentering: homolaktisk og heterolaktisk. VED homolaktisk syrefermentering reduserer NADH pyruvat direkte for å danne laktat. Denne prosessen frigjør ikke gass. Samlet sett omdannes ett molekyl glukose til to molekyler laktat. Ved heterolaktisk gjæring metaboliseres noe laktat videre, noe som resulterer i etanol og karbondioksid via fosfoketolaseveien.
Melkesyrefermentering utføres primært av visse typer bakterier og sopp. Denne typen gjæring forekommer imidlertid også i muskelceller for å produsere ATP når oksygenforsyningen er utarmet under anstrengende trening, og aerob respirasjon er ikke mulig.
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). Disse produktene brukes kommersielt i matvarer, vitaminer, legemidler eller som industrielle kjemikalier. I tillegg tilbyr mange mindre vanlige produkter fortsatt kommersiell verdi. For eksempel ble produksjonen av aceton via aceton – butanol – etanol fermentering først utviklet av Den Jødiske kjemikeren Chaim Weizmann og var viktig for Den Britiske krigsindustrien under Ordkrig I.
Quiz
1. Hva regenereres koenzymet ved fermenteringsprosessen?
A. NADH
B. NAD+
C. Etanol
D. Melkesyre
2. Hvilken type gjæring forekommer i muskelceller under anstrengende trening?
A. Etanol
B. Blandet syre
C. Melkesyre
D. Smørsyre
3. Hvilken kjemiker viste berømt gjærens rolle i gjæring?
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 (Tiende utgave). Boston: Pearson.
- Kauffman, G. B.,& Mayo, I. (1994). Chaim Weizmann (1874-1952): Kjemiker, bioteknolog og statsmann. Tidsskrift for kjemisk utdanning, 71 (3), 209.(2006). Fermenteringsprodukter. Kjemisk prosessteknologi og kjemisk prosessteknologi, 12.
- Ganguly, Subha. Kjemiske aspekter av gjæringsteknologi i næringsmiddelindustrien. Forskning Journal Av Kjemiske Og Miljøvitenskap 1.1 (2013): 42-43.