Reakce fermentace glukózy. Typy, hodnota a fermentační produkt

Fermentace glukózy - jedním z hlavních účinků, kterými je možné, že příprava alkoholických nápojů. To může být provedeno různými způsoby, z nichž každá je tvořena jednotlivé produkty. Tento proces hraje klíčovou roli v mnoha oblastech našeho života, protože vaření a přípravy vína a vodky a konče u reakcí v našem těle.

příběh

Proces fermentace glukózy a jiných cukrů použila více starověkých lidí. Jedli trochu potravy podbrodivshuyu. Toto jídlo bylo bezpečnější, protože obsahuje alkohol, mezi nimiž zahynulo mnoho škodlivých bakterií. Ve starověkém Egyptě a Babylon, lidé už věděli, jak vyzrát mnoho slazené nápoje a mléko. Když se lidé v pozdní 18. století byl schopen lépe porozumět tomuto procesu, jeho typy a příležitosti pro zlepšení, výrazně zvýšila kvalitu odvětví, jako jsou kvaso-, pivovarství a vína vodky.

druhy fermentace

Kupodivu, ale proces je jiný. A odlišných typů glukózy fermentace konečných produktů. Existuje tedy kyselinu mléčnou, alkohol, kyselinu citrónovou, aceton, máselné a několik dalších. Mluvme trochu o každý druh zvlášť. Mléčná kvas glukóza - základní proces pro přípravu výrobků, jako jsou jogurty, zakysaná smetana, jogurt, tvaroh. Také se používá ke konzervaci ovoce a plní klíčovou funkci v našem těle: v podmínkách nedostatku kyslíku, glukózy se přemění na konečný produkt - kyselina mléčná, která způsobuje bolest ve svalech při cvičení a trochu později.

Alkoholické kvašení se liší v tom, že ethylalkohol vytvořen jako konečný produkt. Dodává se s pomocí mikroorganismů - kvasnic. A hraje klíčovou roli při vaření, protože kromě hlavního produktu během alkoholové fermentace glukózy uvolní oxid uhličitý (to vysvětluje loft kynutého těsta).

fermentace kyseliny citronové dochází, protože je snadno odhadnout, na kyselinu citrónovou. Koná se pod vlivem určitých druhů hub a je součástí Krebsova cyklu, který zajišťuje dýchání buněk v našem těle.

Aceton-butanol-ethanol fermentace je velmi podobná jako u kyseliny máselné. Výsledkem je, že se vytvoří kyselina máselná, butyl a ethyl alkoholy, aceton a oxid uhličitý. Je-li proces fermentace vytvořen jediný nárok odpovídající kyselina a oxid uhličitý.

Nyní se budeme zabývat všechny druhy detailů, a začít od základů - alkoholového kvašení glukózy. To bude dále podrobně popsány všechny reakce a nuance jejich výskytu.

alkoholové kvašení

Vědět něco více o fermentace glukózy, které rovnice: C ₆ H ₁₂ O ₆ = 2C _{2H 5} OH + 2CO _2. Co se můžete dozvědět z této reakce? Máme dva produkty: ethanol a oxid uhličitý. Vzhledem k posledním vidíme vzbuhanie kynutého těsta. Ale vzhledem k první mít možnost získat nezapomenutelnou chuť vína a vinařských produktů. Ale ve skutečnosti je to jen zjednodušené rovnice. glukóza fermentace je kompletní reakce je složitější, takže pojďme Pojďme prozkoumat to trochu hlouběji.

Tam je takový proces, jako glykolýzy. Doslovně, jméno znamená „rozdělení cukru“. To se vyskytuje v těle, a jeho vedlejší produkt je kyselina pyrohroznová, a hlavní - adenozinotrifosfornaya kyselina (ATP), který se tvoří během reakce z jiné sloučeniny. Dá se říci, že ATP je nositelem energie v těle, a ve skutečnosti glykolýza je poskytnout naše tělo s energií.

Nechceme vědomě dotčený v tomto procesu. Ve skutečnosti, fermentace je velmi podobný glykolýzy, jako první stupeň, že jsou naprosto shodné. Dalo by se dokonce říci, že alkoholové kvašení reakce glukózy je pokračováním glykolýzy. Vytvořené v průběhu posledního pyruvátu (iontový pyrohroznové kyseliny) se přemění na acetaldehyd (CH _3C (O) H) s uvolňování vedlejšího produktu oxidu uhličitého. Potom se výsledný produkt se redukuje koenzym NADH obsažené v bakteriích. Výsledky návratnosti v tvorbě ethanolu.

To znamená, že reakce fermentace glukózy na ethanol vypadá takto:

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

2) C _{3 4O 3} = CH ₃ -COH + CO ₂

3) CH ₃ -COH ⁺ NADH + H + = C _{2H 5} OH ⁺ NAD +

NADH je katalyzátor pro reakci, a iontové NAD ⁺ hrál klíčovou roli v raných fázích glykolýzy, a tvoří na konci kvašení, se vrací zpět do procesu.

Přejděme k dalšímu různými testy typu reakcí.

Mléčná fermentace glukózy

Z tohoto druhu alkoholu se liší v tom, že není pod vlivem kvasinky, a za pomoci bakterií mléčného kvašení. Z tohoto důvodu máme zcela odlišné produkty. Mléčná fermentace dochází také v našich svalech při vysoké zátěži a nedostatku kyslíku.

Existují dva typy tohoto procesu. První z nich - homofermentativní kvašení. Pokud jste někdy slyšeli předponu „homo“, asi víte, co to znamená. Homofermentativní kvašení - proces, v němž jeden enzym. V prvním kroku glykolýzy a vytvořené kyseliny piroviogradnaya. Poté byla výsledná pyruvát (v roztoku může tato kyselina existovat pouze ve formě iontů) se podrobí hydrogenaci za použití NADH ⁺ H a laktát. Redukce produktu je kyselina mléčná, což představuje asi 90% z výsledných produktů v průběhu reakce. Tato sloučenina však může být také vytvořena jako dva různé izomery: D a L. Tyto typy se liší v tom, že to jsou zrcadlové obrazy jeden druhého, a proto mají různé účinky na náš organismus. To, izomer bude vytvořena tak, aby ve větší míře, určuje strukturu laktátdehydrogenázy.

Pojďme se přesunout na druhý typ mléčného kvašení - heterofermentativních. Tento proces zahrnuje několik enzymů, a to jde o složitější cestu. Z tohoto důvodu, v průběhu reakce produkuje více různých výrobků: kromě kyseliny mléčné, najdeme kyseliny octové a ethanolu.

Zde jsme se zabývali mléčným kvašením. To je proces, při kterém se můžeme těšit chuť tvaroh, jogurt, zakysané mléko a jogurt. Pro shrnutí a psát reakci fermentace kyseliny mléčné glukózy v obecné formě: C ₆ H ₁₂ O ₆ = 2 C _{3H 6O 3.} Samozřejmě, že to je zjednodušený diagram procesu homofermentativním fermentaci, protože i heterofermentativní schéma proces bude velmi obtížné. Lékárny jsou stále studuje mléčným kvašením glukózy a zjistit kompletní její mechanismy, takže stále máme jít.

citrát fermentace

Reakce tohoto typu fermentace se vyskytuje, jako v alkoholu, za působení určitého kmene houby. Kompletní mechanismus této reakce není zcela znám, a můžeme se spolehnout pouze na některých zjednodušení. Nicméně je předpoklad, že počáteční fáze procesu je glykolýza. Pak se kyselina pyrohroznová se přemění do různých kyselých a citrónové toku. V důsledku takového mechanismu jiné kyseliny nahromaděné v reakci - produkty nedokonalého oxidace glukózy.

Tento proces probíhá pod vlivem kyslíku, a obecně může být zapsán podle následující rovnice: 2C ₆ H ₁₂ O ₆ + 3O ₂ = 2C _{6H 8O 7} + 4H _2O Před tento typ fermentace otevřené, lidé extrahované kyseliny citronové jen zmáčknout odpovídající ovoce ze stromu. Nicméně, v této kyselina citrónová nejvýše 15%, avšak tato metoda se ukázala jako nepraktická, a po otevření reakce začala dostávat všechny kyselou fermentace.

máselná kyselina fermentace

Přejděme k dalšímu typu. Tento typ fermentace dochází působením bakterií máselná kyselina. Oni jsou velmi rozšířené, a proces, které způsobují, hraje klíčovou roli v biologicky významných cyklů. S těmito bakteriemi a rozkladem odumřelých organismů. Máselná kyselina, která se tvoří v průběhu reakce, jeho vůně přitahuje lapače.

Tento typ fermentace používají v průmyslu. Jak asi tušíte, jsou kyselina máselná. Jeho estery jsou široce používány v parfumerii a mají příjemnou vůni, na rozdíl od něj co nejvíce. Nicméně, ne vždy se kyselina máselná fermentace je prospěšná. To může způsobit poškození zeleniny, konzervy, mléko a další produkty. Ale to může dojít pouze v případě, že produkt přišel bakterie kyseliny máselné.

Ukaţme mechanismus procesu fermentace glukózy. Reakce to vypadá takto: C _{6H 12} o ₆ → CH _{3CH 2CH 2-COOH} + 2CO ₂ ↑ + 2H _2. V důsledku toho je také generovány energie, který poskytuje životní aktivitu bakterií máselná kyselina.

Aceton-butanol-ethanol fermentace

Tento typ je velmi podobná jako u kyseliny máselné. Putovat tímto způsobem mohou nejen glukózy, ale také glycerol a kyselina pyrohroznová. Tento proces může být rozdělen do dvou fází: první (a někdy se nazývá kyselina), je ve skutečnosti fermentace kyselina máselná. Nicméně, kromě oleji, to znamená na místě a kyselina octová. Tímto způsobem dostaneme produkty z fermentace glukózy, které jdou do druhého stupně (atsetonobutilovuyu). Protože celý tento proces probíhá i pod vlivem bakterií, pak se okyselení prostředí (zvýšení koncentrace kyseliny) je rozdělení specifických enzymů bakterií. Indukují konverzní reakci glukózy fermentačních produktů v n-butanolu (butylalkohol) a acetonu. Kromě toho mohou být vytvořeny určité množství ethanolu.

Jiné druhy fermentace

Vedle těchto pěti druhů tohoto procesu existuje několik dalších. Například, je octová fermentace. To je také probíhá za působení mnoha bakterií. Tento typ fermentace může být použit pro účely užitečné při moření. Chrání potraviny před škodlivými bakteriemi a patogenů. Další odlišení alkalické nebo metan fermentace. Na rozdíl od předchozích typů, tento typ fermentace může být provedena pro většinu organických látek. Výsledkem je, že velké množství složitých reakcí, organické látky rozložit na metan, vodík a oxid uhličitý.

Biologická role

Kvašení - nejstarší způsob, jak získat energii živých organismů. Některé organické látky se vyrábí současně příjem energie, a další zničit tyto látky také získání energie. Na základě toho celý náš život. A každý z nás kvašením v té či oné formě vyskytuje. Jak jsme již řekli výše, kyselina mléčná fermentace se vyskytuje ve svalech během intenzivního cvičení.

Co ještě zkontrolovat?

Máte-li zájem o biochemii tohoto velice zajímavého procesu, měli bychom začít od učebnic v chemii a biologii. V mnoha vysokoškolských učebnic je popsáno, jak je podrobně materiál, který po jejich přečtení budete mít možnost, aby se stal odborníkem v této oblasti.

závěr

Zde se dostáváme až do konce. rozebráno jsme všechny druhy fermentace glukózy a obecné zásady těchto procesů, které hrají velmi důležitou roli ve fungování živých organismů, stejně jako v našem oboru. Je možné, že v budoucnu budeme otevírat několik dalších druhů tohoto starého procesu a naučit je používat ve prospěch sebe, jako tomu bylo u již známe.