МЛЕЧНА ФЕРМЕНТАЦИЈА: КОРАК ПО КОРАК И ПРИМЕРИ - БИОЛОГИЈА - 2025

Млечна ферментације , такође познат као млечне киселине ферментација је процес синтезе АТП у на одсуству кисеоника који обављају неке микроорганизме, укључујући тип бактерије под називом "млечне киселине бактерија", која се завршава са киселином излучивања лактички.

Сматра се врстом анаеробног "дисања", а изводе га и неке мишићне ћелије код сисара када напорно раде и при великим брзинама, већим од преноса кисеоника у плућном и кардиоваскуларном систему.

Шема лактичке ферментације (Извор: Сјантони / ЦЦ БИ-СА (хттпс://цреативецоммонс.орг/лиценсес/би-са/3.0) путем Викимедиа Цоммонс и модификовао Ракуел Парада Пуиг)

Израз "ферментација", генерално се односи на добијање енергије (у облику АТП-а) у недостатку кисеоника, то јест у анаеробиози, а млечна ферментација се односи на синтезу АТП-а и излучивање киселине млијечна киселина у анаеробиози, као производи метаболизма глукозе.

Једначење производње млечне киселине из глукозе.

Бактерије млечне киселине

Човек већ дуже време користи предности млечне ферментације за производњу и очување хране и без сумње су бактерије млечне киселине темељни стуб у ту сврху.

Оне припадају прилично хетерогеној групи бактерија које, обично, имају облик кока и бацила; Они су грам-позитивне, не каталазне бактерије, не-спорулирајуће, непокретне и анаеробне бактерије, способне да синтетизују млечну киселину из пирувата који настаје гликолитичким путем.

Припадају различитим родовима, међу којима су Педиокок, Леуцоностоц, Оеноцоццус и Лацтобациллус, унутар којих постоје хомоферментативне и хетероферментативне врсте.

Хомоферментативне бактерије млечне киселине производе за сваки молекул глукозе два молекула млечне киселине; хетероферментативне бактерије млечне киселине, са друге стране, производе, на пример, један молекул млечне киселине и други угљен-диоксид или етанол.

Процес млечне ферментације (корак по корак)

Ферментација млечне киселине започиње ћелијом (бактеријском или мишићном) која конзумира глукозу или неки сродни шећер или угљени хидрат. Ово „конзумирање“ настаје гликолизом.

- Гликолитички пут

АТП инвестиција

У почетку се улаже 2 АТП-а за сваки потрошени молекул глукозе, јер га фосфорилира ензим хекокиназа да би се добио 6-фосфат глукозе, који се изомеризира у фруктозу 6-фосфат (ензим глукоза 6-П изомераза) и фосфорилира назад у фруктозу 1 , 6-бисфосфат (ензим фосхофруктокиназа).

Касније се фруктозни 1,6-бисфосфат "пресече" на пола да би се ослободило два триоза фосфат позната као глицералдехид 3-фосфат и дихидроксиацетон фосфат, реакција катализирана ензимом алдолазе.

Ова два фосфорилирана шећера са 3 угљеника међусобно се међусобно конвертирају ензим триозном фосфатном изомеразом, тако да се сматра да се до овог тренутка сваки молекул глукозе који се потроши претвори у два молекула глицералдехида 3-фосфата који се фосфорилирају у 1,3-бисфосфоглицерат.

Горња реакција катализује ензим зван глицералдехид 3-фосфат дехидрогеназа (ГАПДХ), за који је потребно присуство "смањујуће снаге" кофактора НАД +, без којег он не може функционисати.

АТП производња

У овом тренутку на путу је потрошено 2 АТП-а за сваки молекул глукозе, али ова два молекула су „замењена“ реакцијом катализираном ензимом фосфоглицеррат киназом, којом се сваки 1,3-бисфосфоглицерат претвара у 3-фосфоглицерат. и 2АТП су синтетизовани.

Сваки 3-фосфоглицерат се ензимом фосфоглицератом мутазом претвара у 2-фосфоглицерат и он заузврат служи као супстрат ензиму енолази, који га дехидрира и претвара у фосфоенолпируват.

Уз сваки потрошени молекул глукозе стварају се 2 молекула пирувата и 2 молекула АТП-а, јер је фосфоенолпируват супстрат ензиму пируват киназа, који катализује преношење фосфорилне групе из фосфоенолпирувата у молекул АДП, стварајући АТП .

- Млечна ферментација и регенерација НАД +

Пируват, молекул 3 угљеника, претвара се у млечну киселину, други молекул 3 угљеника, путем реакције редукције која троши по један молекул НАДХ за сваки молекул пирувата, регенеришући "обрнути" НАД + у гликолитичкој реакцији. катализује ГАПДХ.

Замјена коришћених НАД + молекула не доводи до додатне производње АТП молекула, али омогућава да се гликолитички циклус понавља (све док су на располагању угљени хидрати) и да се произведе 2 АТП за сваку потрошену глукозу.

Реакцију катализује ензим зван лактат дехидрогеназа и иде овако:

2Ц3Х3О3 (пируват) + 2 НАДХ → 2Ц3Х6О3 (млечна киселина) + 2 НАД +

Примери процеса у којима долази до млечне ферментације

- У мишићним ћелијама

Ферментација млечне киселине у мишићним ћелијама уобичајена је после вежбања после неколико дана неактивности. То је очигледно зато што су умор мишића и бол који спортиста доживљава повезани са присуством млечне киселине у ћелијама.

Слика 5132824 на ввв.пикабаи.цом

Како се мишићне ћелије вежбају и залихе кисеоника су исцрпљене (кардиоваскуларни и респираторни систем се не могу носити са потребним транспортом кисеоника), почињу да ферментирају (дишу без кисеоника), ослобађајући млечну киселину која се може накупљати.

- Прехрамбени производи

Ферментација млечне киселине коју обављају различите врсте бактерија и гљивица користи човек широм света за производњу различитих врста хране.

Овај метаболизам којим се карактеришу различити микроорганизми од пресудног је значаја за економско очување и производњу великих количина хране, јер пХ киселина постигнута њима углавном инхибира раст других потенцијално штетних или патогених микроорганизама.

Ова храна укључује јогурт, кисели купус (ферментирани купус), кисели краставци, маслине, различито кисело поврће, различите врсте сира и ферментираног млека, кефирну воду, неко ферментирано месо и житарице.

Јогурт

Јогурт је ферментирани производ добијен из млека, а производи се захваљујући ферментацији ове течности животињског порекла од врсте млечнокиселинских бактерија, углавном врста Лацтобациллус булгарицус или Лацтобациллус ацидопхилус.

Јогурт (Слика камила211 на ввв.пикабаи.цом)

Ови микроорганизми претварају шећере присутне у млеку (укључујући лактозу) у млечну киселину, па се пХ у овој течности смањује (постаје кисео), мењајући његов укус и текстуру. Чвршћа или течна текстура различитих врста јогурта зависи од две ствари:

1. Од истодобне производње егзополисахарида ферментативним бактеријама, које делују као средства за згушњавање
2. Из коагулације која је резултат неутрализације негативних набоја на млечним протеинима, као ефекта промене пХ генерисаног производњом млечне киселине, која их чини потпуно нерастворљивим.

Ферментирано поврће

У овој групи можемо пронаћи производе попут маслина сачуваних у саламури. Такође се укључују препарати на бази купуса, попут киселог купуса или корејског кимчија, као што су кисели краставци и мексичка јалапено.

Ферментирано месо

У ову категорију спадају кобасице као што су цхоризо, фует, саламе и сопрессатта. Производи које карактерише посебан укус поред високог капацитета чувања.

Ферментиране рибе и шкољке

Укључује различите врсте риба и шкољки које су обично ферментиране помешане са тестенином или пиринчем, као што је случај са Пла раа на Тајланду.

Ферментиране махунарке

Млечна ферментација примењена на махунарке је традиционална пракса у неким азијским земљама. Мисо је, на пример, паста направљена од ферментиране соје.

Ферментирано семе

У традиционалној афричкој кухињи постоји велики избор производа од ферментираних семенки као што су сумбала или кенкеи. Ови производи укључују неке зачине, па чак и јогурте од житарица.

Референце

1. Беијеринцк, МВ, О ферментацији млечне киселине у млеку., У: КНАВ, Зборник радова, 10 И, 1907, Амстердам, 1907, стр. 17-34.
2. Муноз, Р., Морено-Аррибас, М., и де лас Ривас, Б. (2011). Бактерије млечне киселине. Молекуларна микробиологија вина, прво издање; Царрасцоса, АВ, Муноз, Р., Гонзалез, Р., Едс, 191-226.
3. Национални савет за истраживање. (1992). Примена биотехнологије у традиционалним ферментираним намирницама. Натионал Ацадемиес Пресс.
4. Нелсон, ДЛ, Лехнингер, АЛ и Цок, ММ (2008). Лехнингерови принципи биохемије. Мацмиллан.
5. Соулт, А. (2019). Цхемистри ЛибреТектс. Преузето 24. априла 2020. са цхем.либретектс.орг
6. Видиастути, Иантиати и Рохматуссолихат, Рохматуссолихат и Фебрисиантоса, Анди. (2014). Улога бактерија млечне киселине у ферментацији млека. Науке о храни и исхрани. 05. 435-442. 10.4236 / фнс.2014.54051.