תהליך תסיסה וסוגים

ה תסיסה זהו תהליך מטבולי כי כמה אורגניזמים להשתמש כדי להשיג אנרגיה וחומרים מזינים מן תרכובות אורגניות מסוימות. מאפיין חשוב של תסיסה היא כי היא תגובה אנאירובית, כלומר, זה קורה בהיעדר חמצן.

מיקרואורגניזמים רבים משתמשים בתסיסה כמנגנון של ייצור אנרגיה בצורה של ATP. אנרגיה מושגת באמצעות השפלה של מולקולות אורגניות, כגון עמילן או סוכר, דרך תסיסה.

שמרים לבצע את התסיסה של סוכרים ולהמיר אותם אלכוהולים, בעוד חיידקים להמיר פחמימות מסוימות לתוך חומצה לקטית. התסיסה מתרחשת גם בפירות, פטריות ובשרירי יונקים.

תהליך טבעי זה של תסיסה כבר בשימוש נרחב על ידי האדם המודרני כדי להשיג מוצרים בעלי עניין, כגון בירה, יין, יוגורט וגבינות, בין היתר. המחקר של תסיסה נקרא cimology.

אינדקס

• תהליך תסיסה
• סוגי התסיסה
  • 2.1 תסיסה אלכוהולית
  • 2.2 תסיסה לקטית
• 3 מיקרואורגניזמים המעורבים בתסיסת מזון
  • 3.1 חיידקים
  • 3.2 שמרים
  • 3.3 תבניות
• 4 הפניות

תהליך תסיסה

כמו תהליכים מטבוליים אחרים של השגת אנרגיה, תסיסה מתחילה בגליקוליזה. תגובה מטבולית זו מבוססת על השפלה של מולקולות גלוקוז כדי להשיג מולקולות אנרגיה חשובות. במהלך תהליך זה הגלוקוז הוא מושפל על ידי חמצון מולקולות של NADH ו pyruvate נוצרות.

בתגובות אירוביות (אשר משתמשות בחמצן), NADH ו pyruvate משתתפים במנגנון הנקרא זרחון חמצוני, תהליך המתרחש בקרום המיטוכונדריה ויעיל מאוד לייצור אנרגיה בצורת מולקולות ATP..

לעומת זאת, התסיסה אינה מובילה לייצור יעיל של אנרגיה, משום שמולקולות מסוימות, כגון NADH, אינן יכולות לשחרר את האלקטרונים שלהן כדי להפוך שוב ל- NAD +, שהוא הצורה החמצמצנית של המולקולה ואשר נדרש כדי לסייע בהפקת יותר מולקולות ATP.

כתוצאה מכך, תגובות מטבוליות אחרות מתרחשות להבטיח כי מולקולות NADH לתרום אלקטרונים שלהם למולקולה אורגנית אחרת, כגון pyruvate מ glycolysis. זה חמצון של NADH ל NAD + מאפשר גליקוליזה להמשיך לתפקד.

סוגי תסיסה

תסיסה אלכוהולית

בתסיסה אלכוהולית מולקולות NADH לתרום אלקטרונים שלהם מולקולות אחרות הנגזרות pyruvate, ולכן אלכוהול מיוצר. האלכוהול המיוצר הוא אתנול ספציפי או אלכוהול אתילי, וזה תהליך המתרחש בשני שלבים.

בשלב הראשון משוחררת קבוצת carboxyl מ pyruvate, אשר שוחרר בצורה של פחמן דו חמצני, ובכך משאיר מולקולה דו חמצני בשם alketaldehyde.

בשלב השני, NADH עובר האלקטרונים שלה acetaldehyde מיוצר בעבר, אשר מייצרת אתנול מחדש את NAD +, אשר יש צורך לשמור על הגליקוליזה, וכתוצאה מכך, אספקת pyruvate.

משוואה כימית נטו לייצור אתנול מ גלוקוז הוא:

C6H12O6 (גלוקוז) → 2 C2H5OH (אתנול) + 2 CO2 (פחמן דו חמצני)

השמרים מבצעים את התסיסה האלכוהוליסטית המשמשת לייצור משקאות אלכוהוליים נפוצים, כגון בירה ויין, כמו גם בייצור לחמים.

חשוב לציין כי אלכוהול הוא רעיל בכמויות גדולות, הן עבור שמרים ובני אדם, אשר הקימה רמות סובלנות הנעים בין 5 ל 21% בקירוב.

תסיסה לקטית

בתסיסה של חומצה לקטית מעבירה NADH את האלקטרונים שלה ישירות ל- pyruvate, ובכך יוצרת מולקולת חלב. החיידקים המייצרים יוגורט לעשות זאת באמצעות תסיסה לקטית, כמו גם תאי דם אדומים בגוף האדם.

המשוואה הבאה מתארת ​​את הייצור של חומצה לקטית מ גלוקוז:

C6H12O6 (גלוקוז) → 2 CH3CHOHCOOH (חומצה לקטית)

הייצור של חומצה לקטית יכול להתרחש גם לקטוז ומים, כפי שצוין במשוואה סיכום הבא:

C12H22O11 (לקטוז) + H2O (מים) → 4 CH3CHOHCOOH (חומצה לקטית)

תסיסה לקטית יכולה להתרחש גם בתאי שריר, אך רק בתנאים מסוימים; למשל, כאשר פעילות גופנית היא מאוד אינטנסיבית ויש מעט אספקת חמצן.

חומצה לקטית המיוצר בשרירים מועבר על ידי זרם הדם אל הכבד, שם היא מומרת חזרה pyruvate להיות בשימוש חוזר בתגובות אחרות של ייצור אנרגיה.

מיקרואורגניזמים המעורבים בתסיסות מזון

הקבוצות הנפוצות ביותר של מיקרואורגניזמים המעורבים בתסיסה מזון הם כדלקמן:

חיידקים

חיידקי חומצה לקטית של הגנרל לקטובצילוס, פדיוקוקוס, סטרפטוקוקוס ו Oenococcus, הם החיידקים החשובים ביותר במזון מותסס, ואחריו מינים של Acetobacter, כי חמצון אלכוהול חומצה אצטית.

תסיסה של חומצה אצטית כבר בשימוש נרחב כדי לייצר פירות vinegars, כולל חומץ תפוחים. קבוצה שלישית של חיידקים חשוב תסיסה הם מינים של באסילוס :05, ליצניפורמיס ו ב פומילוס, כי להגדיל את ה- pH של המדיום.

באסילוס תת זהו המין הדומיננטי בהפקת מולקולות המגדילות את הבליטות של המדיום, כמו אמוניה. זה עושה את הסביבה מתאימה לצמיחה של אורגניזמים decomposer, אשר מסייע לשמור על מזון.

תסיסות בסיסיות שכיחות יותר במזון עשיר בחלבון, כגון פולי סויה וקטניות אחרות, למרות שהן מבוצעות גם עם זרעי צמחים. לדוגמה, זרעים אבטיח ושומשום.

שמרים

כמו חיידקים ותבניות, שמרים יכול להיות מועיל ולא מועיל השפעות תסיסה מזון. כמה שמרים כמו Pichia להידרדר את האוכל, בעוד קנדידה הוא משמש לייצור חלבונים בעלי עניין.

שמרים מועיל ביותר במונחים של תסיסה מזון רצוי היא המשפחה סכריות. זה על ס 'cerevisiae מעורב בהכנת לחם ואלכוהול בתסיסות יין. מגוון carlbergenisis של המשפחה Saccharomyces cerevisiae הוא שמרים המעורבים בייצור של בירה.

משפחת ellipsoideus מגוון Saccharomyces cerevisiae הוא נמצא בשימוש נרחב ביין. מצידה, סכיזאוצ'כומיאמס פומבה ו ס. בולרי הם השמרים הדומיננטיים בייצור של משקאות מותססים מסורתיים, במיוחד אלה שמקורם תירס ודוחן.

זה כבר נמצא כי המין סכיזאוצ'כומיאמס פומבה יש לו את היכולת להשפיל חומצה מאלית באתנול ופחמן דו חמצני, והוא שימש בהצלחה כדי להפחית את החומציות של ענבים, שזיפים.

תבנית

Moulds הם גם אורגניזמים חשובים בעיבוד מזון, הן השפלה בשימור. תבניות רבות יש את היכולת לייצר אנזימים בעלי חשיבות מסחרית, כגון pectinase מ אספרגילוס ניגר.

המינים של אספרגילוס הם מעורבים בייצור של חומצת לימון מן שרידי תפוח תפוחים. המינים של אספרגילוס לעתים קרובות הם אחראים לשינויים בלתי רצויים במזונות שגורמים להידרדרות.

מצד שני, המין של פניציליום קשורות עם התפתחות של התבגרות וטעם בגבינות, בעוד מינים של סראטוציסטיס הם מעורבים בייצור של טעם הפרי. במקביל, פניציליום הוא סוכן סיבתי לייצור רעלים כגון פטולין.

הפניות

1. ברג, ג ', טימוצקו, ג', Gatto, G & Strayer, L. (2015). ביוכימיה (8th ed.). וו פרימן וחברה.
2. הוג, ס '(2005). מיקרוביולוגיה חיונית (מהדורה ראשונה). ויילי.
3. ריי, ר & מונט, ד (2014). מיקרואורגניזמים ותסיסה של מזונות מסורתיים (מהדורה ראשונה). לחץ על CRC.
4. סיימון, א. (2014). ביולוגיה: הליבה (מהדורה ראשונה). פירסון.
5. סולומון, א ', ברג, ל' ומרטין, ד '(2004). ביולוגיה (7 ed.) Cengage למידה.
6. Voet, D., Voet, J. & Pratt, C. (2016). יסודות הביוכימיה: החיים ברמה המולקולרית(מהד 'ה -5). ויילי.