Omsætningen af glucose fermentering. Typer, værdi og fermenteringsprodukt

Fermentering af glucose - en af de vigtigste reaktioner, ved hvilke det er muligt fremstillingen af alkoholiske drikke. Det kan gøres på forskellige måder, som hver enkelte produkter er dannet. Denne proces spiller en central rolle i mange områder af vores liv, da den madlavning og tilberedning af vin og vodka og slutter ved reaktioner i vores krop.

historie

Processen med gæring af glucose og andre sukkerarter brugt et mere gamle mennesker. De spiste lidt mad podbrodivshuyu. Denne fødevarer var sikrere, fordi den indeholdt alkohol, blandt hvilke dræbte mange skadelige bakterier. I det gamle Egypten og Babylon, folk allerede vidste, hvordan man kan gære mange sukkerholdige drikkevarer og mælk. Når folk i slutningen af det 18. århundrede var i stand til bedre at forstå denne proces, dens former og muligheder for forbedringer, i høj grad øget kvalitet industrier såsom kvaso-, brygning og vin-vodka.

typer af fermentering

Mærkeligt nok, men processen er anderledes. Og forskellige typer af glukose gæring slutprodukter. Således er der er mælkesyre, alkohol, citronsyre, acetone, smørsyre og et par andre. Lad os tale lidt om hver type for sig. Mælkesyrebakterie glucose - vigtig proces til fremstilling af produkter såsom yoghurt, syrnet fløde, yoghurt, hytteost. Det er også anvendes til konservering af grøntsager og udfører en vigtig funktion i vores krop: i betingelserne for iltmangel, glucose omdannes til slutproduktet - mælkesyre, som forårsager smerte i musklerne på tidspunktet for motion og lidt bagefter.

Alkoholgæring adskiller sig ved at den ethanol dannet som et slutprodukt. Den leveres med hjælp af mikroorganismer - gær. Og spiller en central rolle i madlavning, fordi der ud over hovedproduktet under alkoholgæring af glucose frigivet carbondioxid (dette forklarer fluffiness gærdej).

Citronsyre gæringen finder sted, da det er nemt at gætte, til dannelse citronsyre. Den finder sted under indflydelse af visse arter af svampe og er en del af Krebs cyklus, der giver respiration af celler i vores krop.

Acetone-butanol-ethanol gæring er meget lig den af smørsyre. Som et resultat, det dannede smørsyre, butyl- og ethylalkoholer, acetone og kuldioxid. Når smørsyre fermentering kun dannes titel tilsvarende syre og carbondioxid.

Nu vil vi overveje alle former for detaljer, og starte med det grundlæggende - den alkoholiske gæring af glukose. Det vil blive diskuteret i detaljer alle de reaktioner og nuancerne i deres forekomst.

alkoholgæring

Fortælle lidt mere om glucose gæring, hvilken ligning: C ₆ H ₁₂ O ₆ = 2C _{2 H5} OH + 2CO _2. Hvad kan du lære af denne reaktion? Vi har to produkter: ethylalkohol og carbondioxid. På grund af den sidste ser vi vzbuhanie gærdej. Men på grund af først har mulighed for at få en uforglemmelig smag af vin og vinprodukter. Men det er faktisk kun en forenklet ligning. glukose gæring er færdig reaktionen er sværere, så lad os Lad os undersøge dette lidt dybere.

Der er sådan en fremgangsmåde som glycolyse. Bogstaveligt, navnet betyder "opdeling af sukker". Det forekommer i kroppen, og dens sideprodukt er pyrodruesyre, og de vigtigste - adenozinotrifosfornaya syre (ATP), som er dannet under denne reaktion fra en anden forbindelse. Vi kan sige, at ATP er bærer af energi i kroppen, og i virkeligheden glykolyse er at give vores krop med energi.

Vi har ikke bevidst involveret i denne proces. Faktisk fermenteringen er meget lig glycolyse, som det første trin de er absolut identiske. Man kunne endda sige, at den alkoholiske fermentering af glucose reaktion er en fortsættelse af glycolyse. Dannet under sidste pyruvat (ion pyrudruesyre) omdannes til acetaldehyd _(CH3-C (O) H) med frigivelsen af biprodukt carbondioxid. Derefter resulterende produkt reduceret coenzym NADH indeholdt i bakterierne. Recovery resulterer i dannelsen af ethanol.

Således kan omsætningen af glucose fermentering til ethanol ser således ud:

1) _{C6H 12} O ₆ 2 = C ₃ H ₄ O ₃ + 4 H ⁺

2) _C3 H ₄ O ₃ = _CH3 -COH + CO ₂

3) _CH3 -COH ⁺ NADH + H + = _{C2 H5} OH ⁺ NAD +

NADH er en katalysator for reaktionen, og ion NAD ⁺ spillet en central rolle i de tidlige stadier af glycolyse, og danner ved afslutningen af alkoholisk gæring, returneres til processen.

Lad os gå videre til den næste række test-reaktioner.

Mælkesyregæring af glucose

Fra denne form for alkohol er anderledes i, at der ikke under påvirkning af gær, og med hjælp af mælkesyrebakterier. Derfor har vi en helt forskellige produkter. Mælkesyregæring forekommer også i vores muskler ved høje belastninger og iltmangel.

Der er to typer af denne proces. Først - homofermentativ gæring. Hvis du nogensinde har hørt præfikset "homo", du sikkert ved, hvad det betyder. Homofermentative fermentering - en proces, der involverer et enkelt enzym. I det første trin af glycolyse og dannede piroviogradnaya syre. Derefter resulterende pyruvat (i opløsning denne syre kan kun eksistere i form af ioner) underkastes hydrogenering ved anvendelse af NADH ⁺ H og lactat. Reduktion af produktet er mælkesyre, som udgør ca. 90% af de resulterende produkter under reaktionen. Denne forbindelse kan imidlertid også være udformet som to forskellige isomerer: D og L. Disse typer er forskellige, idet de er spejlbilleder af hinanden, og derfor have forskellige virkninger på vores organisme. Det, som isomeren vil blive dannet i højere grad bestemmer strukturen af lactatdehydrogenase.

Lad os gå videre til den anden form for mælkesyrefermentering - heterofermentative. Denne proces involverer flere enzymer, og det går på den mere vanskelige vej. På grund af dette, under reaktionen producerer flere forskellige produkter: foruden mælkesyre, vi kan finde der eddikesyre og ethylalkohol.

Her undersøgte vi mælkesyrefermetering. Det er den proces, hvorved vi kan nyde smagen af hytteost, yoghurt, sur mælk og yoghurt. At sammenfatte og skrive omsætningen af mælkesyrefermentering af glucose i den generelle form: C ₆ H ₁₂ O ₆ = 2 C ₃ H ₆ O _3. Selvfølgelig er dette er et forenklet diagram af processen homofermentativ fermentering, da selv den heterofermentative processkemaet vil være meget vanskeligt. Kemikere er stadig studerer mælkesyrefermetering af glukose og konstatere komplet dens mekanismer, så vi stadig nødt til at gå.

citrat fermentering

Reaktioner af denne type fermentering forekommer, som i en alkohol, under påvirkning af visse svampe stamme. Komplet mekanisme af denne reaktion er ikke fuldt forstået, og vi kan kun stole på nogle forenklinger. Der er dog den antagelse, at den indledende fase af processen er glycolyse. Derefter pyrodruesyre omdannes på sin side i forskellige sure og citronsyre strækninger. På grund af en sådan mekanisme andre syrer akkumuleret i reaktionen - produkter fra ufuldstændig oxidation af glucose.

Denne proces sker under påvirkning af oxygen, og generelt kan være skrevet af den følgende ligning: 2C ₆ H ₁₂ O ₆ + 3O ₂ = 2C _{6H 8} O ₇ + 4H ₂ O. Forud for denne type fermentering åbnes, folk ekstraheret citronsyre kun presse den tilsvarende frugten af træet. Men i dette citron syre ikke over 15%, men denne fremgangsmåde viste sig at være upraktisk, og efter åbningen af reaktionen begyndte at modtage al syren gæring metode.

smørsyrefermentering

Lad os gå videre til den næste type. Denne type fermentering sker under indvirkning af smørsyrederivater bakterier. De er udbredt, og den proces, som de forårsager, spiller en central rolle i biologisk vigtige cyklusser. Med disse bakterier og nedbrydning af døde organismer. Smørsyre, som dannes under reaktionen, dens lugt tiltrækker skyllevæsker.

Denne type fermentering anvendt i industrien. Som du kan gætte, de er smørsyre. Dens estere er meget udbredt i parfumer og har en behagelig lugt, i modsætning til det mest. Dog ikke altid den smørsyrefermentering er fordelagtig. Det kan forårsage skader på grøntsager, dåsemad, mælk og andre produkter. Men det kan kun ske, hvis produktet kom smørsyrebakteri- bakterier.

Lad os undersøge mekanismen af smørsyre fermentering af glucose. Reaktioner det ligner: C ₆ H ₁₂ O ₆ → _{CH3 CH2 CH2COOH} + 2CO ₂ ↑ + 2H _2. Som et resultat heraf bliver energien også genereres, som tilvejebringer livsaktivitet smørsyrebakteri- bakterier.

Acetone-butanol-ethanol fermentering

Denne type er meget lig den af smørsyre. Vandre på denne måde kan ikke kun glucose men også glycerol og pyrodruesyre. Denne proces kan opdeles i to faser: den første (og undertiden kaldes det syre) er i virkeligheden en smørsyrefermentering. Men ud over olie, det står stille og eddikesyre. På den måde får vi de produkter fra gæring af glukose, som går ind i den anden fase (atsetonobutilovuyu). Fordi hele denne proces foregår også under indflydelse af bakterier, derefter forsuring af mediet (stigning i koncentrationen af syrer) er en fordeling af specifikke enzymer bakterier. De inducerer omdannelsesreaktionen af glucose fermenteringsprodukter i n-butanol (butylalkohol) og acetone. Desuden kan den dannes nogle ethanol.

Andre typer af fermentering

Ud over disse fem arter af denne proces, der er et par mere. For eksempel er det eddikegæring. Det sker også under påvirkning af mange bakterier. Denne type fermentering kan anvendes til nyttige formål, når bejdsning. Det beskytter maden mod skadelige bakterier og patogener. Mere skelne alkalisk eller methan fermentering. I modsætning til de tidligere typer, kan denne type fermentering udføres for de fleste organiske forbindelser. Som følge heraf et stort antal komplekse reaktioner, organiske stoffer nedbrydes til metan, hydrogen og carbondioxid.

Den biologiske rolle

Gæring - den ældste måde at få energi ved levende organismer. Nogle organiske stoffer, der produceres, samtidigt modtager energi, og andre ødelægge disse stoffer også energiudvinding. Baseret på det, hele vores liv. Og hver af os gæring i en eller anden form opstår. Som vi sagde ovenfor, mælkesyrefermenteringen forekommer i musklerne under intens motion.

Hvad andet at kontrollere?

Hvis du er interesseret i biokemi af denne meget interessant proces, bør vi starte fra skolebøger i kemi og biologi. I mange kollegium lærebøger beskrives som detaljeret materiale, der efter at have læst dem, vil du være i stand til at blive en ekspert på dette område.

konklusion

Her kommer vi til enden. Vi demonteret alle former for glukose gæring og de generelle principper for disse processer, som spiller en meget vigtig rolle i funktionen af levende organismer, såvel som i vores branche. Det er muligt, at vi i fremtiden vil åbne nogle flere arter af denne gamle proces og lære at bruge dem til gavn for dem selv, som de gjorde med den allerede kendte til os.