Процес и врсте ферментације



Тхе ферментација То је метаболички процес који неки организми користе за добијање енергије и хранљивих састојака из одређених органских једињења. Важна карактеристика ферментације је да је то анаеробна реакција, што значи да се јавља у одсуству кисеоника.

Многи микроорганизми користе ферментацију као механизам производње енергије у облику АТП. Енергија се добија деградацијом органских молекула, као што су скроб или шећер, кроз ферментацију.

Квасци обављају ферментацију шећера и претварају их у алкохоле, док бактерије претварају одређене угљене хидрате у млечну киселину. Ферментација се јавља иу воћу, печуркама и мишићима сисара.

Овај природни процес ферментације је широко коришћен од стране савременог човека за добијање производа од интереса, као што су пиво, вино, јогурт и сиреви, између осталих. Проучавање ферментације назива се цимологија.

Индек

  • 1 Процес ферментације
  • 2 Врсте ферментације
    • 2.1 Алкохолна ферментација
    • 2.2. Млечна ферментација
  • 3 Микроорганизми укључени у ферментацију хране
    • 3.1 Бактерије
    • 3.2 Квасци
    • 3.3 Калупи
  • 4 Референце

Процес ферментације

Као и други метаболички процеси добијања енергије, ферментација почиње са гликолизом. Ова метаболичка реакција се заснива на деградацији молекула глукозе да би се добили важни енергетски молекули. Током овог процеса глукоза се разграђује оксидацијом и генеришу се молекули НАДХ и пирувата.

У аеробним реакцијама (које користе кисеоник), НАДХ и пируват учествују у механизму који се зове оксидативна фосфорилација, процес који се одвија у мембрани митохондрија и веома је ефикасан за производњу енергије у облику молекула АТП..

Супротно томе, ферментација не доводи до тако ефикасне производње енергије, јер неки молекули, као што је НАДХ, не могу ослободити своје електроне да би поново постали НАД +, који је оксидисани облик молекула и који је потребан да помогне да се генерише више АТП молекуле.

Као резултат тога, јављају се друге метаболичке реакције које осигуравају да НАДХ молекули донирају своје електроне другој органској молекули, као што је пируват из гликолизе. Ова оксидација НАДХ у НАД + омогућава да гликолиза настави да функционише.

Врсте ферментације

Алкохолна ферментација

У алкохолној ферментацији НАДХ молекули донирају своје електроне другим молекулима изведеним из пирувата, и тако настаје алкохол. Алкохол који се производи је специфично етанол или етил алкохол, и то је процес који се одвија у два корака.

У првом кораку се ослобађа карбоксилна група из пирувата, која се ослобађа у облику угљен-диоксида, остављајући тако молекул од два угљеника који се зове алекалдехид.

У другом кораку, НАДХ преноси своје електроне на претходно произведени ацеталдехид, који производи етанол и регенерише НАД +, који је неопходан да би се одржала гликолиза и, последично, снабдевање пируватом.

Нето хемијска једначина за производњу етанола из глукозе је:

Ц6Х12О6 (глукоза) → 2 Ц2Х5ОХ (етанол) + 2 ЦО2 (угљен диоксид)

Квасци обављају алкохолну ферментацију која се користи у производњи уобичајених алкохолних пића, као што су пиво и вино, као и за прављење хлеба..

Важно је напоменути да је алкохол отрован у великим количинама, како за квасце тако и за људе, који имају утврђене нивое толеранције у распону од 5 до 21% приближно.

Лацтиц ферментатион

У ферментацији млечне киселине НАДХ преноси своје електроне директно у пируват, стварајући тако молекул лактата. Бактерије које производе јогурт то чине кроз млечну ферментацију, као и црвене крвне ћелије у људском телу.

Следећа једначина описује производњу млечне киселине из глукозе:

Ц6Х12О6 (глукоза) → 2 ЦХ3ЦХОХЦООХ (млечна киселина)

Производња млечне киселине се такође може јавити из лактозе и воде, као што је назначено у следећој сумарној једначини:

Ц12Х22О11 (лактоза) + Х2О (вода) → 4 ЦХ3ЦХОХЦООХ (млечна киселина)

Млечна ферментација се такође може појавити у мишићним ћелијама, али само под одређеним условима; на пример, када је физичка вежба веома интензивна и има мало снабдевања кисеоником.

Млечна киселина произведена у мишићима се транспортује крвотоком у јетру, где се претвара у пируват да би се поново користила у другим реакцијама производње енергије..

Микроорганизми укључени у ферментацију хране

Најчешће групе микроорганизама укључених у ферментацију хране су:

Бактерије

Бактерије млечне киселине родова Лацтобациллус, Педиоцоццус, Стрептоцоццус и Оеноцоццус, су најважније бактерије у ферментисаним намирницама, праћене врстама Ацетобацтер, који оксидују алкохол у сирћетној киселини.

Ферментација сирћетне киселине је широко коришћена за производњу воћног оцта, укључујући сирће. Трећа група бактерија важних у ферментацији су врсте Бациллус субтилис, Б. лицхениформис и Б. пумилус, који повећавају пХ медијума.

Бациллус субтилис То је доминантна врста у производњи молекула који повећавају алкалност медија, као што је амонијак. Ово чини околину непогодном за раст декомпозиционих организама, што помаже очувању хране.

Алкалне ферментације су чешће у храни богатом протеинима, као што су соја и друге махунарке, иако су такође спроведене са семеном биљака. На пример, семе лубенице и сјеменке сусама.

Квасци

Као и бактерије и плијесни, квасци могу имати корисне и неповољне ефекте у ферментацији хране. Неки од квасаца Пицхиа погоршати храну, док је Цандида Користи се за производњу протеина од интереса.

Најкориснији квасац у смислу пожељне ферментације хране је породица Саццхаромицес. Ради се о С. церевисиае укључени у прављење хлеба и алкохола у ферментацији вина. Сорта царлбергенисис породице Саццхаромицес церевисиае је квасац укључен у производњу пива.

Сорта породице еллипсоидеус Саццхаромицес церевисиае Широко се користи у производњи вина. Са своје стране, Сцхизосаццхаромицес помбе и С. боулдери су доминантни квасци у производњи традиционалних ферментисаних напитака, посебно оних који се добијају од кукуруза и просоа.

Утврђено је да је врста Сцхизосаццхаромицес помбе Има способност да разграђује јабучну киселину у етанолу и угљен-диоксиду, и успешно се користи за смањење киселости у грожђу и шљивама.

Молд

Плијесни су такође важни организми у преради хране, како у деградацији тако иу конзервацији. Многи калупи имају способност да производе ензиме комерцијалне важности, као што је пектиназа из Аспергиллус нигер.

Врсте Аспергиллус Они су укључени у производњу лимунске киселине из остатака јабучне пулпе. Врсте Аспергиллус Често су одговорни за нежељене промјене у намирницама које узрокују погоршање.

С друге стране, врста Пенициллиум повезани су са развојем сазревања и укуса у сиревима, док су врсте Цератоцистис они су укључени у производњу окуса воћа. У исто време, Пенициллиум је узрочник за производњу токсина као што је патулин.

Референце

  1. Берг, Ј., Тимоцзко, Ј., Гатто, Г. & Страиер, Л. (2015). Биоцхемистри (8. изд.). В. Х. Фрееман анд Цомпани.
  2. Хогг, С. (2005). Ессентиал Мицробиологи (1. изд.). Вилеи.
  3. Раи, Р. и Монтет, Д. (2014). Микроорганизми и ферментација традиционалне хране (1. изд.). ЦРЦ Пресс.
  4. Симон, Е. (2014). Биологија: Срж (1. изд.). Пеарсон.
  5. Соломон, Е., Берг, Л. & Мартин, Д. (2004). Биологи (7. изд.) Ценгаге Леарнинг.
  6. Воет, Д., Воет, Ј. & Пратт, Ц. (2016). Основе биохемије: Живот на молекуларном нивоу(5. изд.). Вилеи.