היווצרות, מדע
התגובה של תסיסת גלוקוז. סוגים, ערך מוצר תסיסה
תסיסה של גלוקוז - אחת התגובות העיקריות שדרכו אפשר להכנת משקאות אלכוהוליים. זה יכול להיעשות בדרכים שונות, שכל אחת מהן מוצרים בודדים נוצרים. תהליך זה ממלא תפקיד מרכזי בתחומים רבים של חיינו, מאז הבישול והכנת יין וודקה וכלה בתגובות בגופנו.
סיפור
תהליך התסיסה של גלוקוז וסוכרים אחרים השתמש אנשים עתיקים יותר. הם אכלו podbrodivshuyu מזון קטן. מזון זה היה בטוח כי הוא הכיל אלכוהול, בקרב בו נהרג רבים חיידקים מזיקים. במצרים העתיקה בבל, אנשים כבר ידעו כיצד להתסיס רבים משקאות חלב ממותקים. כאשר אנשים בסוף המאה ה -18 היו מסוגלים להבין טוב יותר את התהליך הזה, סוגים וההזדמנויות לשיפור, גדלו מאוד בתעשיות איכות כגון kvaso-, מתבשל ו-וודקת יין.
סוגים של תסיסה
למרבה הפלא, אבל התהליך הוא שונה. ושונה סוגים של מוצרי קצה תסיסת גלוקוז. לפיכך, יש חומצה לקטית, אלכוהול, חומצה ציטרית, אצטון, בוטירית ועוד כמה. בואו נדבר קצת על כל סוג בנפרד. תסיסה לקטית גלוקוז - תהליך חיוני בהכנת מוצרים כגון יוגורט, שמנת חמוצה, יוגורט, גבינת קוטג '. כמו כן הוא משמש לשימור של ירקות מבצעת תפקיד מפתח בגופנו: בתנאים של חוסר חמצן, גלוקוז מומר המוצר הסופי - חומצה לקטית, אשר גורמת לכאבים בשרירים בזמן פעילות גופנית וקצת לאחר מכן.
התסיסה האלכוהולית שונה כי אתיל אלכוהול נוצר כמוצר סופי. זה בא עם העזרה של המיקרו-אורגניזמים - שמרים. וזה ממלא תפקיד מרכזי בבישול, כי בנוסף המוצר העיקרי במהלך התסיסה האלכוהולית של פחמן דו חמצני שוחרר גלוקוז (זה מסביר את בצק שמרים fluffiness).
תסיסת חומצת לימון מתקיימת, כפי שהיא קל לנחש, ליצירת חומצה ציטרית. זה מתרחש תחת השפעת מינים מסוימים של פטריות הוא חלק ממעגל קרבס, המספק את הנשימה של התאים בגופנו.
אצטון-butanol-אתנול תסיסה דומה מאוד לזה של חומצה בוטירית. כתוצאה מכך, היא יצרה בוטירית חומצה, אלכוהול בוטיל ו אתיל, אצטון ופחמן דו חמצני. כאשר התסיסה בוטירית נוצרה רק בתואר מקביל חומצה ופחמן דו חמצני.
עכשיו נשקול כל סוגי פרטים, ולהתחיל עם הבסיס - את התסיסה האלכוהולית של גלוקוז. זה יידון בפירוט את כל התגובות ואת הניואנסים של המופע שלהם.
התסיסה האלכוהולית
ספר קצת יותר על תסיסת גלוקוז, אשר משוואה: C 6 H 12 O 6 = 2C 2 H 5 OH + 2CO 2. מה אפשר ללמוד מן התגובה הזו? יש לנו שני מוצרים: אתיל אלכוהול ופחמן דו חמצני. בשל האחרונה אנו רואים בצק שמרים vzbuhanie. אבל בגלל הראשון יש הזדמנות לקבל טעם בלתי נשכח של מוצרי יין ויין. אבל למעשה זה רק משוואה פשוטה. תסיסת גלוקוז תושלם התגובה היא יותר קשה, אז בואו נבחן את זה קצת יותר לעומק.
ישנו תהליך כגון הגליקוליזה. פשוטו כמשמעו, פירוש השם "פיצול של סוכר". היא מתרחשת בגוף, ועל-מוצר הלוואי שלה הוא פירובט, ואת עיקרית - חומצת adenozinotrifosfornaya (ATP), אשר נוצרה במהלך התגובה הזו מן תרכובת אחרת. אנחנו יכולים לומר כי ATP הוא נשא של אנרגיה בגוף, ולמעשה הגליקוליזה היא לספק לגוף שלנו עם האנרגיה.
אנחנו לא מודאגים ביודעין בתהליך הזה. למעשה, התסיסה דומה מאוד הגליקוליזה, כשלב הראשון הם זהים לחלוטין. אפשר אפילו לומר כי התסיסה האלכוהולית של תגובת הגלוקוז מהווה המשך של הגליקוליזה. נוצרו במהלך פירובט האחרון (פירובט יון) מומר ואצטאלדהיד (CH 3 -C (O) H) עם שחרורו של פחמן דו חמצני כתוצר לוואי. לאחר מכן, המוצר וכתוצאה מכך מצטמצם NADH קואנזים הכלולים החיידקים. תוצאות השחזור במבנה של אתנול.
לכן, התגובה של תסיסת גלוקוז כדי אתנול נראית כך:
1) C 6 H 12 O 6 2 = C 3 H 4 O 3 + 4 + H
2) C 3 H 4 O 3 = CH 3 -COH + CO 2
3) CH 3 -COH + NADH + H + = C 2 H 5 OH + NAD +
NADH הוא זרז עבור התגובה, ואת יון NAD + שיחק תפקיד מפתח בשלבים המוקדמים של הגליקוליזה, ויוצרים בסוף התסיסה האלכוהולית, מוחזר בתהליך.
בואו נעבור על המגוון הבא של תגובות מבחן סוג.
תסיסה לקטית של גלוקוז
זה סוג של אלכוהול שונה בכך שאין תחת השפעת השמרים, ועם העזרה של חיידקי חומצה לקטית. לכן, יש לנו מוצרים שונים לחלוטין. תסיסה לקטית מתרחשת גם בשרירים שלנו בעומסים גבוהים וחוסר החמצן.
ישנם שני סוגים של תהליך זה. ראשית - תסיסה homofermentative. אם אי פעם שמעתם את הקידומת "הומו", אתה בטח יודע מה זה אומר. תסיסה Homofermentative - בתהליך הכרוך אנזים יחיד. בשלב הראשון של הגליקוליזה וחומצת piroviogradnaya יצרה. לאחר מכן, פירובט וכתוצאה (בתמיסה חומצה זו יכולה להתקיים רק בצורה של יונים) נתון הידרוגנציה באמצעות NADH + H ומיניקות. הפחתה של המוצר היא חומצה לקטית, המהווה כ 90% מהמוצרים וכתוצאה במהלך התגובה. תרכובת זו, אולם, יכול להיווצר גם שני איזומרים שונים: D ול 'אלה סוגים שונים כי הם תמונת ראי של אחד את השני, ולכן, יש השפעות שונות על האורגניזם שלנו. זה אשר איזומר תוקם במידה רבה יותר, קובע את המבנה של לקטט דהידרוגנאז.
בואו נעבור לסוג השני של תסיסת חומצה לקטית - heterofermentative. תהליך זה כרוך אנזימים מספר, והוא ממשיך את הדרך קשה יותר. מסיבה זו, במהלך התגובה מייצרת מוצרים שונים יותר: מלבד חומצה לקטית, נוכל למצוא שם חומצה אצטית וכוהל אתילי.
כאן אנו בחנו את התסיסה לקטית. זהו התהליך שבאמצעותו אנו יכולים ליהנות את הטעם של גבינת קוטג ', יוגורט, חלב חמוץ ויוגורט. לסיכום ולכתוב את התגובה של תסיסת חומצה לקטית של גלוקוז בצורה הכללית: C 6 H 12 O 6 = 2 C 3 H 6 O 3. כמובן, זה תרשים מפושט של תסיסת תהליך homofermentative, כמו גם את ערכת תהליך heterofermentative תהיה מאוד קשה. כימאים עדיין לומדים את התסיסה לקטית של הגלוקוז לברר מלא המנגנונים שלה, אז אנחנו עדיין צריכים ללכת.
תסיסה ציטרט
תגובות מסוג זה של תסיסה מתרחשות, כמו אלכוהול, תחת הפעולה של זן פטריות מסוים. מנגנון שלם של התגובה הזאת לא מובן לחלוטין, ואנחנו יכולים לסמוך רק על הפשטות כמה. עם זאת קיימת ההנחה כי בשלב הראשוני של התהליך הוא הגליקוליזה. ואז פירובט מומר בתורו לתוך בדרגי חומצה ציטרית ו שונים. בשל מנגנון אחר חומצות כאלה שהצטברו התגובה - מוצרים של חמצון של גלוקוז שלם.
תהליך זה מתרחש תחת השפעת חמצן, ובדרך כלל זה יכול להיכתב על ידי המשוואה הבאה: 2C 6 H 12 O 6 + 3O 2 = 2C 6 H 8 O 7 + 4H 2 O. לפני זה סוג של תסיסה נפתח, חומצה ציטרית חילוץ אנשים רק לסחוט הפרות המקבילים של העץ. עם זאת, ב חומצת לימון זה לא תעלה על 15%, לעומת זאת, שיטה זו הוכיחה להיות מעשי, ואחרי פתיחת התגובה החלה לקבל כל שיטת תסיסה בחומצה.
תסיסת חומצה בוטירית
בואו נעבור לסוג הבא. סוג של תסיסה זו מתרחש תחת הפעולה של חיידקי חומצה בוטירית. הם נפוצים, והתהליך שהם גורמים, ממלאים תפקיד מפתח מחזורים ביולוגיים חשובים. עם חיידקים אלה ופירוק של אורגניזמים מתים. בוטירית חומצה, אשר נוצרו במהלך התגובה, הריח שלה מושך אוכלי נבלות.
סוג זה של תסיסה המשמש בתעשייה. כפי שאתם יכולים לנחש, הם חומצה בוטירית. אסטרים שלה נמצאים בשימוש נרחב בישום יש ריח נעים, בניגוד לו ביותר. עם זאת, לא תמיד תסיסת החומצה בוטירית מועילה. זה יכול לגרום נזק ירקות, מזון משומר, חלב ומוצרים אחרים. אבל זה יכול לקרות רק אם המוצר הגיע חיידקי חומצה בוטירית.
הבה נבחן את המנגנון של תסיסה חומצה בוטירית של גלוקוז. תגובות זה נראה כמו: C 6 H 12 O 6 → CH 3 CH 2 CH 2 COOH + 2CO 2 ↑ + 2H 2. כתוצאה מכך, אנרגיה נוצרת גם, אשר מספקת את פעילות החיים של חיידקי חומצה בוטירית.
אצטון-butanol-אתנול תסיסה
סוג זה דומה מאוד לזה של חומצה בוטירית. שוטטו בדרך זו לא יכול רק גלוקוז אלא גם גליצרול, ו פירובט. תהליך זה יכול להיות מחולק לשני שלבים: הראשונה (ולפעמים זה נקרא החומצה) היא למעשה תסיסת חומצה בוטירית. עם זאת, בנוסף שמן, הוא עומד מלכה וחומצה אצטית. בדרך זו אנו מקבלים את המוצרים מן התסיסה של גלוקוז, אשר נכנס לשלב השני (atsetonobutilovuyu). בגלל כל התהליך הזה מתרחש גם תחת השפעת החיידקים, אז ההחמצה של המדיום (לעלייה בריכוז של חומצות) היא הקצאה של חיידקי אנזימים ספציפיים. הם לגרום תגובת ההמרה של מוצרי תסיסת הגלוקוז n-butanol (אלכוהול בוטיל) ו אצטון. בנוסף, הוא עשוי להיווצר כמה אתנול.
סוגים אחרים של תסיסה
בנוסף חמישה מינים אלה של התהליך הזה, יש עוד כמה. לדוגמה, זה תסיסה אצטית. כמו כן מתקיים תחת הפעולה של חיידקים רבים. סוג של תסיסה זו יכולה לשמש למטרות שימושיות כאשר כבישה. הוא מגן על מזון מחיידקים פתוגנים מזיקים. עוד להבחין תסיסה אלקליין או מתאן. בשונה מהסוגים הקודמים, סוג זה של תסיסה יכול להתבצע עבור רוב התרכובות אורגניות. כתוצאה מכך, מספר רב של תגובות מורכבות, חומרים אורגניים מפורק מתאן, מימן ופחמן דו חמצני.
תפקידו הביולוגי
תסיסה - העתיק ביותר דרך לקבל אנרגיה על ידי אורגניזמים חיים. ישנם חומרים אורגניים שיופקו, קבלת אנרגיה זמנית, ואחרים להרוס חומרים אלה גם לקבל אנרגיה. בהתבסס על כך, כל החיים שלנו. וכל אחד מאיתנו תסיסה בצורה כזו או אחרת מתרחשת. כפי שאמרנו לעיל, תסיסה לקטית וחומצה מתרחשת בשרירים במהלך פעילות גופנית אינטנסיבית.
מה עוד כדאי לבדוק?
אם אתם מעוניינים הביוכימיה של תהליך מעניין מאוד זו, אנו צריכים להתחיל מספרי הלימוד בכימיה וביולוגיה. בספרי לימוד בקולג רב מתואר כחומר שפורט כי לאחר הקריאה אותם יוכלו להיות מומחה בתחום זה.
מסקנה
כאן אנו מגיעים לסוף. פרקנו את כל סוגי תסיסה הגלוקוז ואת העקרונות הכלליים של תהליכים אלה, אשר ממלאים תפקיד חשוב מאוד בתפקוד של אורגניזמים חיים, כמו גם בתעשייה שלנו. יתכן כי בעתיד נוכל לפתוח כמה מינים נוספים של תהליך עתיק זה וללמוד כיצד להשתמש בהם לטובת עצמם, כמו שהם עשו עם כבר ידוע לנו.
Similar articles
Trending Now