Proces fermentacji mlekowej krok po kroku i przykłady

Fermentacja mlekowa, znany również jako Fermentacja kwasowo-mlekowa, Jest to proces syntezy ATP przy braku tlenu, który wykonuje pewne mikroorganizmy, w tym rodzaj bakterii zwanych „bakterią kwasowo-mleczarską”, który kończy się wydalaniem kwasu mlekowego.

Jest uważany za rodzaj beztlenowego „oddychania” i jest również przeprowadzany przez niektóre komórki mięśni u ssaków, gdy działają one silnie i przy dużych prędkościach, wyższe niż pojemność transportu tlenu w układzie płucnym i sercowo -naczyniowym.

Schemat fermentacji mlekowej (źródło: SJantoni/CC BY-SA (https: // creativeCommons.Org/licencje/by-sa/3.0) Via Wikimedia Commons i zmodyfikowane przez Raquel Parada Puig)

Termin „fermentacja”, ogólnie, odnosi się do uzyskania energii (w postaci ATP) przy braku tlenu, czyli w beztleniozie, a fermentacja mlekowa odnosi się do syntezy ATP i wydalania kwasu mlekowego w In Con. Anaerobiosis, jako produkty metabolizmu glukozy.

Równanie produkcji kwasu mlekowego z glukozy.

[TOC]

Bakterie kwasowo-krzyktyczne

Mężczyzna wykorzystuje korzyści z fermentacji mlekowej dla produkcji i zachowania żywności przez długi czas i, bez wątpienia bakterie kwasowo-kraksyczne są w tym celu podstawowym filarem.

Należą one do dość heterogenicznej grupy bakterii, która zwykle mają kokosy i pachniaki; Są to Gram -dodatnie, nie wytwarzające bakterii katalazy, nie sporulatory, nieruchome i beztlenowe, zdolne do syntezy kwasu mlekowego z pirogronianu utworzonego przez trasę glikolityczną.

Należą do różnych gatunków, w tym PEDIOCOCCUS, Leuonostoc, Oenococcus I Lactobacillus, Wśród których istnieją gatunki homofermentatywne i heterofermentatywne.

Homofermentatywne bakterie kwasowo-mlekowe wytwarzają, dla każdej spożywanej cząsteczki glukozy, dwie cząsteczki kwasu mlekowego; Z drugiej strony heterofermentacyjne bakterie kwasowo-mlekowe wytwarzają na przykład cząsteczkę kwasu mlekowego i inny dwutlenek węgla lub etanol.

Proces fermentacji mlekowej (krok po kroku)

Fermentacja kwasowo-mlekowa zaczyna się od komórki (bakteryjnej lub mięśni) spożywającej glukozę lub jakiś rodzaj cukru lub powiązanego węglowodanów. Ta „konsumpcja” występuje poprzez glikolizę.

- Trasa glikolityczna

Inwestycja ATP

Początkowo 2 ATP są inwestowane w każdą spożywaną cząsteczkę glukozy, ponieważ jest to fosforylowane przez enzym heksochinazy w celu poddania się glukozy 6-fosforanowej, która jest izomeryczna do 6-fosforanu (enzym glukozy 6-p 6-p izomerazy 6-p 6-p izomerazy 6-p) 6-bifosforan (enzym fosfofruceraquinaza).

Może ci służyć: tkanka hematopoetyczna

Później fruktoza 1,6-bifosforan jest „wycinany” na pół, aby uwolnić dwa fosforan triosas, znany jako 3-fosforan gliceraldehydu i fosforan dihydroksyacetonu, reakcja katalizowana przez enzym aldolazę.

Te dwa 3-węglowe cukry fosforylowane są od siebie połączone przez enzym fosforanu izomeazy triozy, więc uważa się, że do tego momentu każda spożywana cząsteczka glukozy jest przekształcana w dwie cząsteczki 3-fosforanu gliceraldehydu 3-fosforanu -Bifosfoglyceato.

Poprzednia reakcja jest katalizowana przez enzym zwany dehydrogenazą 3-fosforanową gliceraldehydową (GAPDH), która wymaga obecności „mocy zmniejszającej” kofaktor NAD+, bez którego nie może działać.

Produkcja ATP

W tym momencie na trasie zużyto 2 ATP dla każdej cząsteczki glukozy, ale te dwie cząsteczki są „zastąpione” reakcją katalizowaną przez enzym kinazę fosfogliceatorzy, która konwertuje każde 1,3-bifosfoglikanu w 3-fosfoglikanie i 2ATP są syntetyzowane.

Każdy 3-fosfoglicenit jest przekształcany w 2-fosfoglicerynian przez enzym fosfogliceato Mutasę, a to z kolei służy jako substrat dla inolazy enzymu, który go odwodnia i sprawia, że ​​fosfoenoliriwangenian.

Z każdą spożywaną cząsteczką glukozy wytwarzane są 2 cząsteczki pirogronianu i 2 cząsteczki ATP, ponieważ fosfoenolpirogu jest substratem enzymu dębowego pirogronianu, który katalizuje przeniesienie grupy fosforylowej z fosfoenolopirogirogirogen.

- Fermentacja mlekowa i regeneracja NAD+

Pyrogronian, cząsteczka 3 -węglowa, jest przekształcana w kwas mlekowy, kolejna cząsteczka 3 -węglowa, poprzez reakcję redukcji, która zużywa cząsteczkę NADH dla każdej cząsteczki pirogronianu, regenerując NAD+ „odwróconą” w reakcji glukolitycznej katalizowanej przez gapdh GAPDHE.

Zastąpienie cząsteczek pracowników NAD+ nie prowadzi do dodatkowej produkcji cząsteczek ATP, ale umożliwia powtórzenie cyklu glikolitycznego (o ile dostępne są dostępne węglowodany) i 2 ATP dla każdego zużytego glukozy.

Może ci służyć: Mendel Laws

Reakcja jest katalizowana przez enzym zwany dehydrogenazą mleczanową i jest mniej więcej podobna:

2C3H3O3 (piruvato) + 2 NADH → 2C3H6O3 (kwas mlekowy) + 2 NAD+

Przykłady procesów, w których zachodzi fermentacja mlekowa

- W komórkach mięśniowych

Fermentacja mleka w komórkach mięśniowych jest powszechna po sesji ćwiczeń po kilku dniach bezczynności. Staje się to oczywiste, ponieważ zmęczenie mięśni i ból odczuwane przez sportowca są związane z obecnością kwasu mlekowego w komórkach.

Obraz 5132824 w WWW.Pixabay.com

Gdy komórki mięśni ćwiczą i wyczerpane rezerwy tlenu (układ sercowo -naczyniowy i oddechowy nie może pokryć transportu niezbędnego tlenu), zaczynają one fermentować (oddychanie bez tlenu), uwalniając kwas mlekowy, który może gromadzić się.

- Produkty żywieniowe

Fermentacja kwasowo-mlekowa przeprowadzana przez różne gatunki bakterii i grzybów jest wykorzystywane przez człowieka na całym świecie do produkcji różnych rodzajów żywności.

Ten metabolizm, w którym charakteryzuje się różne mikroorganizmy, jest niezbędny do zachowania ekonomicznego i produkcji dużej ilości żywności, ponieważ kwasowe pH osiągnięte przez nich ogólnie hamuje wzrost innych potencjalnie szkodliwych lub patogennych mikroorganizmów.

Pokarmy te obejmują jogurt, kapustę (fermentowana kapusta), pikle, oliwki, różne marynowane warzywa, różne rodzaje sera i fermentowane mleki, woda Kéfir, niektóre fermentowane mięso i zbóż, między innymi,.

Jogurt

Jogurt jest fermentowanym produktem pochodzącym z mleka i jest wytwarzany dzięki fermentacji tej cieczy zwierzęcych przez rodzaj bakterii kwasowo-kraktycznych, zwykle gatunku Lactobacillus bulgaricus albo Lactobacillus acidophilus.

Jogurt (obraz Kamila211 w www.Pixabay.com)

Te mikroorganizmy przekształcają cukry obecne w mleku (w tym laktozie) w kwas mlekowy, więc pH zmniejsza się (jest zakwaszone) w tej cieczy, modyfikując jego smak i teksturę. Najsilniejsza lub płynna tekstura różnych rodzajów jogurtu zależy od dwóch rzeczy:

1. Równoczesnej produkcji egzopolisacharydów przez bakterie fermentacyjne, które działają jako środki zagęszczające
2. Koagulacji, która wynika z neutralizacji ujemnych obciążeń na białka mleka, jako efekt zmiany pH wygenerowanej przez produkcję kwasu mlekowego, co płaci je całkowicie nierozpuszczalne

Może ci służyć: neolamarckimmo: tło i cechy charakterystyczne

Fermentowane warzywa

W tej grupie możemy znaleźć produkty takie jak oliwki zachowane w solance. Uwzględniane są również preparaty oparte na kapusta, takie jak Chucrut lub Kimchi Korean, podobnie jak marynowane pikle i meksykańskie jalapeño.

Sfermentowane mięso

Ta kategoria obejmuje kiełbaski, takie jak Chorizo, Furt, Salami i Sopssatta. Produkty, które charakteryzują się ich konkretnymi smakami oprócz wysokiej zdolności ochrony.

Sfermentowane ryby i owoce morza

Obejmuje różne rodzaje ryb i skorupiaków, które zwykle fermence zmieszane z pastą lub ryżem, jak ma to miejsce w przypadku Planu na Tahilandia.

Fermentowane rośliny strączkowe

Fermentacja mlekowa zastosowana do roślin strączkowych jest tradycyjną praktyką w niektórych krajach azjatyckich. Na przykład miso jest pastą wykonaną ze sfermentowanych soi.

Fermentowane nasiona

W tradycyjnej kuchni afrykańskiej istnieje wiele różnych produktów opartych na fermentowanych nasionach, takich jak sumbala lub kenkei. Wśród tych produktów są przyprawy, a nawet jogurty oparte na zbóż.

Bibliografia

1. Beijerinck, m.W., Na fermentacji kwasu mlekowego w mleku., W: Knaw, Proceedings, 10 I, 1907, Amsterdam, 1907, pp. 17-34.
2. Munoz, r., Moreno-Arribas, m., & De las Rivas, b. (2011). Bakterie kwasu mlekowego. Mikrobiologia wina molekularna, wydanie 1st.; Carrascosa, AV, Muñoz, R., González, r., Eds, 191-226.
3. National Research Council. (1992). Zastosowania biotechnologii w tradycyjnej fermentowanej żywności. National Academies Press.
4. Nelson, zm. L., Lehninger, a. L., & Cox, m. M. (2008). Zasady biochemii lehninger. Macmillan.
5. Soult, a. (2019). Chemia librettexts. Pobrano 24 kwietnia 2020 r. Z Chem.Librettexts.org
6. Widystuti, Yantyati i Rohmatussolihat, Rohmatussolihat i Fetusiantosa, Andi. (2014). Rola bakterii kwasu mlekowego w fermentacji mleka. Nauk o żywności i żywieni. 05. 435-442. 10.4236/FNS.2014.54051.