Fermantasyon İşlemi ve Çeşitleri



fermantasyon Bazı organizmaların belirli organik bileşiklerden enerji ve besin elde etmek için kullandığı metabolik bir işlemdir. Fermantasyonun önemli bir özelliği, anaerobik bir reaksiyon olmasıdır, yani oksijen yokluğunda meydana gelir..

Birçok mikroorganizma, fermantasyonu ATP şeklinde bir enerji üretim mekanizması olarak kullanır. Enerji, nişasta veya şeker gibi organik moleküllerin fermantasyon yoluyla parçalanması yoluyla elde edilir..

Maya, şekerlerin fermantasyonunu gerçekleştirir ve bazı karbonhidratları laktik aside dönüştürürken, onları alkollere dönüştürür. Fermantasyon ayrıca meyvelerde, mantarlarda ve memelilerin kaslarında meydana gelir..

Bu doğal fermantasyon işlemi, modern insan tarafından bira, şarap, yoğurt ve peynir gibi ilgi çekici ürünleri elde etmek için yaygın olarak kullanılmaktadır. Fermantasyon çalışmasına şimoloji denir.

indeks

  • 1 Fermantasyon işlemi
  • 2 Fermantasyon türleri
    • 2.1 Alkolik fermantasyon
    • 2.2 Laktik fermantasyon
  • 3 Gıda fermantasyonunda rol oynayan mikroorganizmalar
    • 3.1 Bakteriler
    • 3.2 Mayalar
    • 3.3 Kalıplar
  • 4 Kaynakça

Fermantasyon işlemi

Enerji elde etmenin diğer metabolik süreçleri gibi, fermantasyon da glikolizle başlar. Bu metabolik reaksiyon, önemli enerji molekülleri elde etmek için glikoz moleküllerinin bozulmasına dayanır. Bu işlem sırasında glukoz oksidasyon yoluyla bozunur ve NADH ve piruvat molekülleri üretilir.

Aerobik reaksiyonlarda (oksijen kullanan), NADH ve piruvat, oksidatif fosforilasyon adı verilen bir mekanizmaya katılır, mitokondri zarında yer alan ve ATP molekülleri şeklinde enerji üretmek için oldukça verimli olan bir işlem..

Tersine, fermantasyon, böyle verimli bir enerji üretimine yol açmaz, çünkü NADH gibi bazı moleküller, elektronlarını tekrar serbest bırakamazlar, çünkü NAD +, molekülün okside olmuş şeklidir ve daha fazla üretmeye yardımcı olmak için gereklidir ATP molekülleri.

Sonuç olarak, NADH moleküllerinin elektronlarını glikolizden piruvat gibi başka bir organik moleküle bağışlamasını sağlayan başka metabolik reaksiyonlar meydana gelir. NADH'nin NAD + 'ya bu oksidasyonu glikolizin çalışmaya devam etmesini sağlar.

Fermantasyon türleri

Alkolik fermantasyon

Alkolik fermantasyonda NADH molekülleri elektronlarını piruvattan türetilen diğer moleküllere bağışlar ve böylece bir alkol üretilir. Üretilen alkol, özellikle etanol veya etil alkoldür ve iki aşamada meydana gelen bir işlemdir..

İlk adımda, bir karboksil grubu, karbondioksit formunda salınan piruvattan salınır, böylece alketaldehit adı verilen iki karbonlu bir molekül bırakılır..

İkinci adımda, NADH elektronlarını daha önce üretilen asetaldehite geçirir, etanolü üretir ve glikolizi korumak için gerekli olan NAD + 'ı üretir ve sonuç olarak piruvatın beslenmesini sağlar.

Glikozdan etanol üretimi için net kimyasal denklem:

C6H12O6 (glukoz) → 2 C2H5OH (etanol) + 2 C02 (karbondioksit)

Maya, bira ve şarap gibi ortak alkollü içeceklerin üretiminde ve ayrıca ekmek yapımında kullanılan alkollü fermantasyon işlemini gerçekleştirir..

Alkolün, yaklaşık olarak% 5 ila% 21 arasında değişen tolerans seviyeleri belirleyen hem mayalar hem de insanlar için büyük miktarlarda toksik olduğuna dikkat etmek önemlidir.

Laktik fermantasyon

Laktik asidin fermantasyonunda NADH elektronlarını doğrudan piruvat'a aktarır, böylece bir laktat molekülü oluşturur. Yoğurt üreten bakteriler laktik fermantasyonun yanı sıra insan vücudundaki kırmızı kan hücrelerini de yapar.

Aşağıdaki denklem, glukozdan laktik asit üretimini açıklar:

C6H12O6 (glukoz) → 2 CH3CHOHCOOH (laktik asit)

Laktik asit üretimi, aşağıdaki özet denklemde belirtildiği gibi laktoz ve sudan da oluşabilir:

C12H22O11 (laktoz) + H20 (su) → 4 CH3CHOHCOOH (laktik asit)

Laktik fermantasyon ayrıca kas hücrelerinde de ortaya çıkabilir, ancak yalnızca belirli koşullar altında; örneğin, fiziksel egzersiz çok yoğun olduğunda ve çok az oksijen beslemesi olduğunda.

Kaslarda üretilen laktik asit, kan akımı tarafından karaciğere taşınır ve burada enerji üretiminin diğer reaksiyonlarında tekrar kullanılmak üzere piruvat haline dönüştürülür..

Gıda fermantasyonlarına katılan mikroorganizmalar

Gıda fermantasyonuna katılan en yaygın mikroorganizma grupları şunlardır:

bakteriler

Cinsin laktik asit bakterileri Lactobacillus, Pediococcus, streptokok ve Oenococcus, Fermente gıdalarda en önemli bakterilerdir. Asetobakter, asetik asitte alkolü okside eden.

Asetik asidin fermantasyonu elma sirkesi de dahil olmak üzere meyve sirkeleri üretmek için yaygın olarak kullanılmaktadır. Fermantasyonda önemli üçüncü bir bakteri grubu; basil subtilis, B. likeniformis ve B. pumilus, ortamın pH'ını artıran.

Bacillus subtilis Amonyak gibi ortamın alkalinitesini artıran moleküllerin üretiminde baskın olan türdür. Bu, çevreyi, gıdaların korunmasına yardımcı olan ayrıştırıcı organizmaların büyümesi için uygun hale getirmez..

Alkali fermentasyonlar, soya fasulyesi ve diğer baklagiller gibi protein yönünden zengin yiyeceklerde daha yaygındır, ancak bunlar aynı zamanda bitki tohumları ile de yapılmıştır. Örneğin, karpuz tohumu ve susam tohumu.

mayalar

Bakteriler ve küfler gibi, mayalar da gıda fermantasyonunda faydalı ve faydalı olmayan etkilere sahip olabilir. Gibi mayaların bazıları Pichia yiyecekleri bozarken, Candida İlgili proteinlerin üretimi için kullanılır.

İstenilen gıda fermantasyonları bakımından en faydalı maya, ailedir. Saccharomyces. Hakkında S. cerevisiae şarap fermantasyonlarında ekmek ve alkol yapımında rol oynar. Ailenin çeşitli carlbergenisis Saccharomyces cerevisiae bira üretiminde yer alan maya.

Aile elipsoideus çeşitliliği Saccharomyces cerevisiae Şarap yapımında yaygın olarak kullanılır. Onun parçası için, Schizosaccharomyces pombe ve S. boulderi geleneksel fermente içeceklerin, özellikle mısır ve darıdan türetilen içeceklerin üretiminde baskın olan mayalardır..

Bu tür olduğu tespit edilmiştir Schizosaccharomyces pombe Etanol ve karbondioksitte malik asidi bozma özelliğine sahiptir ve üzüm ve erik musluğundaki asiditeyi azaltmak için başarıyla kullanılmıştır..

kalıplar

Küfler aynı zamanda hem bozunmada hem de konservasyonda gıda işlemede önemli organizmalardır. Birçok küf, pektinaz gibi ticari öneme sahip enzimler üretme yeteneğine sahiptir. Aspergillus niger.

Türleri Aspergillus Elma küspesi kalıntılarından sitrik asit üretiminde rol alırlar. Türleri Aspergillus Genellikle gıdalardaki bozulmaya neden olan istenmeyen değişikliklerden sorumludurlar..

Öte yandan, türler penisilyum peynirlerde olgunlaşma ve tat gelişimi ile ilişkili Ceratocystis meyvenin lezzetinin üretiminde rol oynarlar. Aynı zamanda, Penicillium, patulin gibi toksinlerin üretilmesinde etkili bir ajandır..

referanslar

  1. Berg, J., Tymoczko, J., Gatto, G. ve Strayer, L. (2015). biokimya (8. basım). W. H. Freeman ve Şirketi.
  2. Hogg, S. (2005). Temel Mikrobiyoloji (1. basım). Wiley.
  3. Ray, R. ve Montet, D. (2014). Geleneksel Gıdaların Mikroorganizmaları ve Fermentasyonu (1. basım). CRC Press.
  4. Simon, E. (2014). Biyoloji: Çekirdek (1. basım). Pearson.
  5. Solomon, E., Berg, L. ve Martin, D. (2004). biyoloji (7. basım) Cengage Learning.
  6. Voet, D., Voet, J. ve Pratt, C. (2016). Biyokimyanın Temelleri: Moleküler Düzeyde Yaşam(5. basım). Wiley.