Reaksi fermentasi glukosa. Jenis, nilai dan produk fermentasi

Fermentasi glukosa - salah satu reaksi utama dengan mana dimungkinkan persiapan minuman beralkohol. Hal ini dapat dilakukan dengan cara yang berbeda, masing-masing produk individu terbentuk. Proses ini memainkan peran penting dalam banyak bidang kehidupan kita, karena memasak dan persiapan anggur dan vodka dan berakhir dengan reaksi dalam tubuh kita.

cerita

Proses fermentasi glukosa dan gula lain yang digunakan orang-orang yang lebih kuno. Mereka makan podbrodivshuyu makanan kecil. Makanan ini lebih aman karena mengandung alkohol, antara yang menewaskan banyak bakteri berbahaya. Di Mesir kuno dan Babel, orang sudah tahu bagaimana memfermentasi banyak minuman manis dan susu. Ketika orang-orang pada akhir abad ke-18 mampu untuk lebih memahami proses ini, jenis dan peluang untuk perbaikan, sangat meningkat industri berkualitas seperti kvaso-, pembuatan bir dan anggur-vodka.

jenis fermentasi

Anehnya, namun proses ini berbeda. Dan berbeda jenis produk fermentasi akhir glukosa. Dengan demikian, ada asam laktat, alkohol, asam sitrat, aseton, butirat dan beberapa orang lainnya. Mari kita bicara sedikit tentang masing-masing jenis secara terpisah. fermentasi laktat glukosa - proses penting untuk persiapan produk seperti yoghurt, krim asam, yogurt, keju cottage. Hal ini juga digunakan untuk pengawetan sayuran dan melakukan fungsi kunci dalam tubuh kita: dalam kondisi kekurangan oksigen, glukosa dikonversi menjadi produk akhir - asam laktat, yang menyebabkan nyeri pada otot pada saat latihan dan sedikit sesudahnya.

fermentasi alkohol berbeda dalam bahwa etil alkohol yang terbentuk sebagai produk akhir. Muncul dengan bantuan mikro-organisme - ragi. Dan memainkan peran penting dalam memasak, karena selain produk utama selama fermentasi alkohol dari glukosa dilepaskan karbon dioksida (ini menjelaskan fluffiness ragi adonan).

fermentasi asam sitrat berlangsung, karena mudah ditebak, untuk membentuk asam sitrat. Ini terjadi di bawah pengaruh spesies tertentu dari jamur dan merupakan bagian dari siklus Krebs, yang menyediakan respirasi sel-sel dalam tubuh kita.

fermentasi aseton-butanol-etanol sangat mirip dengan asam butirat. Akibatnya, terbentuk butirat asam, butil dan etil alkohol, aseton dan karbon dioksida. Ketika fermentasi butirat terbentuk hanya judul asam dan karbon dioksida yang sesuai.

Sekarang kita akan mempertimbangkan semua jenis rincian, dan mulai dengan dasar-dasar - fermentasi alkohol glukosa. Ini akan dibahas secara rinci semua reaksi dan nuansa terjadinya mereka.

fermentasi alkohol

Menceritakan sedikit tentang fermentasi glukosa, yang persamaan: C ₆ H ₁₂ O ₆ = 2C ₂ H ₅ OH + 2CO _2. Apa yang dapat Anda pelajari dari reaksi ini? Kami memiliki dua produk: etil alkohol dan karbon dioksida. Karena yang terakhir kita melihat vzbuhanie adonan ragi. Namun karena pertama memiliki kesempatan untuk mendapatkan rasa yang tak terlupakan dari anggur dan anggur produk. Tapi sebenarnya ini hanya persamaan disederhanakan. fermentasi glukosa selesai reaksi lebih sulit, jadi mari kita Mari kita memeriksa ini lebih sedikit.

Ada proses seperti glikolisis. Secara harfiah, nama berarti "membelah gula". Hal ini terjadi di dalam tubuh, dan sisi-produknya adalah asam piruvat, dan utama - asam adenozinotrifosfornaya (ATP), yang terbentuk selama reaksi ini dari senyawa lain. Kita dapat mengatakan bahwa ATP adalah pembawa energi dalam tubuh, dan pada kenyataannya glikolisis adalah untuk menyediakan tubuh kita dengan energi.

Kami tidak sadar terlibat dalam proses ini. Bahkan, fermentasi sangat mirip dengan glikolisis, sebagai tahap pertama mereka benar-benar identik. Anda bahkan bisa mengatakan bahwa fermentasi alkohol reaksi glukosa merupakan kelanjutan dari glikolisis. Terbentuk selama piruvat terakhir (ion asam piruvat) diubah menjadi asetaldehida (CH ₃ -C (O) H) dengan merilis produk-oleh karbon dioksida. Setelah itu, produk yang dihasilkan berkurang NADH koenzim yang terkandung dalam bakteri. hasil pemulihan dalam pembentukan etanol.

Dengan demikian, reaksi fermentasi glukosa menjadi etanol terlihat seperti ini:

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

2) C ₃ H ₄ O ₃ = CH ₃ -COH + CO ₂

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

NADH adalah katalis untuk reaksi, dan ion NAD ⁺ memainkan peran kunci dalam tahap awal glikolisis, dan membentuk pada akhir fermentasi alkohol, dikembalikan ke proses.

Mari kita beralih ke berbagai berikutnya reaksi uji tipe.

fermentasi laktat glukosa

Dari jenis alkohol berbeda dalam bahwa tidak ada di bawah pengaruh ragi, dan dengan bantuan bakteri asam laktat. Oleh karena itu, kami memiliki produk yang sama sekali berbeda. fermentasi laktat juga terjadi pada otot-otot kita pada beban tinggi dan kekurangan oksigen.

Ada dua jenis proses ini. Pertama - fermentasi bersifat homofermentatif. Jika Anda pernah mendengar awalan "homo", Anda mungkin tahu apa artinya. fermentasi bersifat homofermentatif - sebuah proses yang melibatkan enzim tunggal. Pada langkah pertama glikolisis dan asam piroviogradnaya terbentuk. Kemudian, piruvat yang dihasilkan (dalam larutan asam ini dapat hanya ada dalam bentuk ion) dikenakan hidrogenasi menggunakan NADH ⁺ H dan laktat. Pengurangan produk adalah asam laktat, yang merupakan sekitar 90% dari produk yang dihasilkan selama reaksi. Senyawa ini, bagaimanapun, juga dapat dibentuk sebagai dua isomer yang berbeda: D dan L. jenis ini berbeda dalam bahwa mereka adalah bayangan cermin satu sama lain dan, karena itu, memiliki efek yang berbeda pada organisme kita. Itu yang isomer akan dibentuk untuk tingkat yang lebih besar, menentukan struktur dehidrogenase laktat.

Mari kita beralih ke jenis kedua fermentasi asam laktat - heterofermentative. Proses ini melibatkan beberapa enzim, dan itu berjalan pada jalur yang lebih sulit. Karena itu, selama reaksi menghasilkan produk yang lebih berbeda: selain asam laktat, kita dapat menemukan ada asam asetat dan etil alkohol.

Di sini kita meneliti fermentasi laktat. Ini adalah proses dimana kita dapat menikmati rasa keju cottage, yoghurt, susu asam dan yogurt. Untuk meringkas dan menulis reaksi fermentasi asam laktat dari glukosa dalam bentuk umum: C ₆ H ₁₂ O ₆ = 2 C ₃ H ₆ O _3. Tentu saja, ini adalah diagram yang disederhanakan dari proses fermentasi bersifat homofermentatif, bahkan skema proses heterofermentative akan sangat sulit. Kimiawan masih mempelajari fermentasi laktat dari glukosa dan memastikan lengkap mekanismenya, jadi kami masih harus pergi.

fermentasi sitrat

Reaksi jenis ini fermentasi terjadi, seperti dalam alkohol, di bawah tindakan strain jamur tertentu. Mekanisme lengkap dari reaksi ini tidak sepenuhnya dipahami, dan kita hanya bisa mengandalkan beberapa penyederhanaan. Namun ada asumsi bahwa tahap awal dari proses ini adalah glikolisis. Kemudian asam piruvat diubah pada gilirannya menjadi asam dan sitrat yang berbeda mencapai. Karena seperti mekanisme asam lainnya terakumulasi dalam reaksi - produk oksidasi yang tidak lengkap glukosa.

Proses ini terjadi di bawah pengaruh oksigen, dan umumnya dapat ditulis dengan persamaan berikut: 2C ₆ H ₁₂ O ₆ + 3O ₂ = 2C ₆ H ₈ O ₇ + 4H ₂ O. Sebelum jenis fermentasi dibuka, orang diekstrak asam sitrat hanya memeras buah yang sesuai dari pohon. Namun, dalam asam lemon ini tidak melebihi 15%, namun, metode ini terbukti tidak praktis, dan setelah pembukaan reaksi mulai menerima semua metode fermentasi asam.

fermentasi asam butirat

Mari kita beralih ke jenis berikutnya. Jenis fermentasi terjadi di bawah aksi bakteri asam butirat. Mereka tersebar luas, dan proses yang mereka menyebabkan, memainkan peran kunci dalam siklus biologis yang penting. Dengan bakteri ini dan dekomposisi organisme mati. Butirat asam, yang terbentuk selama reaksi, baunya menarik pemulung.

Ini jenis fermentasi yang digunakan dalam industri. Seperti yang Anda duga, mereka adalah asam butirat. ester yang banyak digunakan dalam parfum dan memiliki bau yang menyenangkan, berbeda dengan yang paling. Namun, tidak selalu fermentasi asam butirat yang bermanfaat. Hal ini dapat menyebabkan kerusakan pada sayuran, makanan kaleng, susu dan produk lainnya. Tapi ini bisa terjadi hanya jika produk datang bakteri asam butirat.

Mari kita memeriksa mekanisme fermentasi asam butirat glukosa. Reaksi terlihat seperti: C ₆ H ₁₂ O ₆ → CH ₃ CH ₂ CH ₂ COOH + 2CO ₂ ↑ + 2H _2. Akibatnya, energi juga dihasilkan, yang menyediakan aktivitas kehidupan bakteri asam butirat.

fermentasi aseton-butanol-etanol

jenis ini sangat mirip dengan asam butirat. Mengembara dengan cara ini tidak bisa hanya glukosa tetapi juga gliserol, dan asam piruvat. Proses ini dapat dibagi menjadi dua tahap: pertama (dan kadang-kadang disebut asam) sebenarnya adalah fermentasi asam butirat. Namun, di samping minyak, itu masih berdiri dan asam asetat. Dengan cara ini kita mendapatkan produk dari fermentasi glukosa, yang masuk ke tahap kedua (atsetonobutilovuyu). Karena seluruh proses ini terjadi juga di bawah pengaruh bakteri, maka pengasaman medium (peningkatan konsentrasi asam) merupakan alokasi bakteri enzim tertentu. Mereka menginduksi reaksi konversi produk fermentasi glukosa dalam n-butanol (butil alkohol) dan aseton. Selain itu, dapat dibentuk beberapa etanol.

Jenis lain dari fermentasi

Selain lima spesies ini dari proses ini, ada beberapa lagi. Sebagai contoh, itu adalah fermentasi asetat. Hal ini juga terjadi di bawah tindakan banyak bakteri. Jenis fermentasi dapat digunakan untuk tujuan berguna ketika acar. Ini melindungi makanan dari bakteri berbahaya dan patogen. Lebih membedakan alkali atau fermentasi metana. Berbeda dengan jenis sebelumnya, jenis fermentasi dapat dilakukan untuk sebagian besar senyawa organik. Akibatnya, sejumlah besar reaksi kompleks, zat organik yang terurai menjadi metana, hidrogen dan karbon dioksida.

Peran biologis

Fermentasi - cara paling kuno untuk mendapatkan energi oleh organisme hidup. Beberapa zat organik yang diproduksi, secara bersamaan menerima energi, dan lain-lain menghancurkan zat ini juga memperoleh energi. Berdasarkan itu, seluruh hidup kita. Dan kita masing-masing fermentasi dalam satu bentuk atau terjadi lagi. Seperti yang kami katakan di atas, fermentasi asam laktat terjadi di otot selama latihan intens.

Apa lagi untuk memeriksa?

Jika Anda tertarik dalam biokimia proses yang sangat menarik ini, kita harus mulai dari buku pelajaran sekolah dalam kimia dan biologi. Dalam banyak buku teks perguruan tinggi digambarkan sebagai bahan rinci bahwa setelah membaca mereka, Anda akan dapat menjadi seorang ahli di bidang ini.

kesimpulan

Di sini kita datang ke akhir. Kami dibongkar semua jenis fermentasi glukosa dan prinsip-prinsip umum proses ini, yang memainkan peran yang sangat penting dalam fungsi organisme hidup, serta dalam industri kami. Ada kemungkinan bahwa di masa depan kita akan membuka spesies yang lebih sedikit dari proses kuno ini dan belajar bagaimana menggunakannya untuk kepentingan diri mereka sendiri, seperti yang mereka lakukan dengan yang sudah kita kenal.