Mjölkfermenteringsprocess steg för steg och exempel

De mjölkfermentering, också känd som Syralaktisk jäsning, Det är ATP-syntesprocessen i frånvaro av syre som utför vissa mikroorganismer, inklusive en typ av bakterier som kallas "syralaktiska bakterier", som slutar med utsöndring av mjölksyra.

Det betraktas som en typ av anaerob "andning" och utförs också av vissa muskelceller hos däggdjur när de arbetar starkt och i stora hastigheter, högre än syretransportkapaciteten för lung- och kardiovaskulära systemet.

SCHEME OF LACTIC FERMENTATION (Källa: Sjantoni/CC BY-SA (https: // CreativeCommons.Org/licenser/BY-SA/3.0) via Wikimedia Commons och modifierad av Raquel Parada Puig)

Termen "jäsning", i allmänhet, avser att erhålla energi (i form av ATP) i frånvaro av syre, det vill säga i anaerobios, och mjölkfermentering hänvisar till syntesen av ATP och utsöndring av syralaktik i anaerobios, som produkter av glukosmetabolism.

Ekvation av produktion av mjölksyra från glukos.

[TOC]

Syra-kraktikbakterier

Mannen utnyttjar fördelarna med mjölkfermentering för produktion och bevarande av mat under lång tid och utan tvekan är de syra-kraktiska bakterierna en grundläggande pelare för detta ändamål.

Dessa tillhör en ganska heterogen grupp bakterier som vanligtvis har kokosnötter och baciller; De är gram -positiva och producerar inte katalasbakterier, inte sporulatorer, rörliga och anaeroba, som kan syntetisera mjölksyra från pyruvatet som bildas av glykolytisk väg.

De tillhör olika genrer, inklusive Pediococcus, Leuonostoc, Oenokock och Laktobacillus, Bland vilka det finns homofermentativa och heterofermentativa arter.

Homofermentativa syralaktiska bakterier producerar, för varje glukosmolekyl som de konsumerar, två mjölksyramolekyler; Heterofermentativa syrolaktiska bakterier, å andra sidan, producerar en mjölksyramolekyl och en annan koldioxid eller etanol, till exempel.

Laktisk jäsningsprocess (steg för steg)

Syralaktisk jäsning börjar med en cell (bakteriell eller muskel) som konsumerar glukos eller någon typ av socker eller relaterat kolhydrat. Denna "konsumtion" sker genom glykolys.

- Glykolytisk väg

ATP -investering

Ursprungligen investeras 2 ATP för varje glukosmolekyl som konsumeras, eftersom detta fosforyleras av hexokinasenzymet för att överge 6-fosfat glukos, som är isomeriserad till 6-fosfatfosfos (glukosenzym 6-P-isomeras) och återgår till fosforylat till fruktos 1, frods, 6-bifosfat (enzymfosfofruceraquinas).

Kan tjäna dig: hematopoietisk vävnad

Senare är fruktos 1,6-bifosfat "skuren" i hälften för att frigöra två triosfosfat kända som glyceraldehyd 3-fosfat och dihydroxyacetonfosfat, reaktion katalyserad av ett enzymaldolas.

Dessa två 3-kolfosforylerade sockerarter är inrutabla från varandra med en triosa-isomasfosfatenzym, så det anses att fram till denna punkt är varje glukosmolekyl som konsumeras till två glyceraldehyd 3-fosfatmolekyler som fosforyleras till 1.3 -Bifosfoglycerato.

Den tidigare reaktionen katalyseras av ett enzym som kallas glyceraldehyd 3-fosfatdehydrogenas (GAPDH), som kräver närvaron av "reducerande kraft" för co-faktor NAD+, utan vilken det inte kan fungera.

ATP -produktion

Vid denna punkt på vägen har 2 ATP konsumerats för varje glukosmolekyl, men de två molekylerna "ersätts" av reaktionen katalyserad av enzymet fosfoglycerato-kinas, som omvandlar varje 1,3-bifosfoglycerat i 3-fosfoglycerat och 2atp syntesiseras syntes.

Varje 3-fosfoglycerat omvandlas till 2-fosfoglycerat av ett enzym fosfoglycerato mutasa och detta i sin tur fungerar som ett substrat för enzyminolas, som dehydrerar det och gör det fosfoenolpiruvat.

Med varje glukosmolekyl som konsumeras produceras 2 pyruvatmolekyler och 2 ATP -molekyler, eftersom fosfoenolpiruvat är ett substrat av ekpyruvat -enzymet, som katalyserar överföringen av en fosforylgrupp från fosfoenolpyruvat till en ADP -molekyl, som producerar överföringen av en fosforylgrupp från fosfoenolpyruvat till en ADP -molekyl, som producerar överföringen av en fosforylgrupp från fosfoenolpyruvat till en ADP -molekyl, som producerar överföringen.

- Mjölkfermentering och NAD -regenerering+

Pyruvatet, en 3 -kolmolekyl, omvandlas till mjölksyra, en annan 3 -kolmolekyl, genom en reduktionsreaktion som konsumerar en NADH -molekyl för varje pyruvatmolekyl, regenererande NAD+ "inverterad" i den glukolitiska reaktionskatalyserade av GAPDH.

Ersättningen av NAD+ medarbetarmolekyler leder inte till en ytterligare produktion av ATP -molekyler, men gör att den glykolytiska cykeln kan upprepas igen (så länge det finns tillgängliga kolhydrater) och 2 ATP för varje glukos konsumerad.

Kan tjäna dig: Mendel -lagar

Reaktionen katalyseras av ett enzym som kallas laktatdehydrogenas och är mer eller mindre så här:

2C3H3O3 (piruvato) + 2 NADH → 2C3H6O3 (mjölksyra) + 2 NAD+

Exempel på processer där mjölkfermentering inträffar

- I muskelceller

Laktisk jäsning i muskelceller är vanligt efter en träningssession efter flera dagars inaktivitet. Detta blir uppenbart eftersom muskeltrötthet och smärta som idrottaren upplever är förknippade med närvaron av mjölksyra i celler.

Bild av 5132824 i www.Pixabay.com

Eftersom muskelcellerna utövar och uttömt syre reserver (det hjärt- och andningssystemet inte kan täcka med transport av nödvändigt syre), börjar dessa ferment (andas utan syre) och släpper mjölksyra som kan ackumuleras.

- Mat produkter

Den syra-obehagliga jäsningen som utförs av olika arter av bakterier och svampar används av människan över hela världen för produktion av olika typer av mat.

Denna metabolism genom vilken olika mikroorganismer kännetecknas av är avgörande för ekonomisk bevarande och produktion av en stor mängd mat, eftersom det sura pH som uppnås av dem i allmänhet hämmar tillväxten av andra potentiellt skadliga eller patogena mikroorganismer.

Dessa livsmedel inkluderar yoghurt, surkål (fermenterad kål), pickles, oliver, olika inlagda grönsaker, olika typer av ost och fermenterade mjölk, kéfir vatten, några fermenterade kött och spannmål, bland andra.

Yoghurten

Yoghurt är en fermenterad produkt härrörande från mjölk och produceras tack vare jäsningen av denna djurvätska med en typ av syrakraktiska bakterier, vanligtvis av arten Lactobacillus bulgaricus antingen Laktobacillus acidophilus.

Yoghurt (bild av Kamila211 i www.Pixabay.com)

Dessa mikroorganismer omvandlar sockerarter som finns i mjölk (inklusive laktos) till mjölksyra, så pH minskar (det är surgjort) i denna vätska och modifierar dess smak och struktur. Den starkaste eller flytande strukturen för de olika typerna av yoghurt beror på två saker:

1. Av den samtidiga produktionen av exopolisackcharider av de fermentativa bakterierna, som fungerar som förtjockande medel
2. Av koagulering som är resultatet av neutralisering av negativa belastningar på mjölkproteiner, som en effekt av förändringen av pH som genereras genom produktion av mjölksyra, vilket betalar dem helt olösliga

Det kan tjäna dig: Neolamarckismo: Bakgrund och egenskaper

Fermenterade grönsaker

I denna grupp kan vi hitta produkter som oliver som bevaras i saltlösning. Kålbaserade förberedelser som chucrut eller kimchi -koreanska ingår också, precis som inlagda pickles och mexikanska jalapeño.

Fermenterat kött

Denna kategori inkluderar korv som chorizo, furt, salami och sopssatta. Produkter som kännetecknas av deras speciella smaker utöver dess höga bevarande kapacitet.

Jäsad fisk och skaldjur

Inkluderar olika typer av fisk och skaldjur som vanligtvis fermens blandad med pasta eller ris, som är fallet med planen i Tahilandia.

Fermenterade baljväxter

Laktisk jäsning tillämpad på baljväxter är en traditionell praxis i vissa asiatiska länder. Miso är till exempel en pasta gjord med fermenterade sojabönor.

Fermenterade frön

I traditionellt afrikansk mat finns det ett brett utbud av produkter baserade på fermenterade frön som Sumbala eller Kenkei. Bland dessa produkter finns några kryddor och till och med spannmålsbaserade yoghurt.

Referenser

1. Beijerinck, m.W., På mjölksyrafermentering i mjölk., I: Knaw, Proceedings, 10 i, 1907, Amsterdam, 1907, sid. 17-34.
2. Munoz, R., Moreno-Arribas, M., & De las rivas, f. (2011). Mjölksyrabakterier. Molekylär vinmikrobiologi, 1: a upplagan.; Carrascosa, AV, Muñoz, R., González, r., Eds, 191-226.
3. Nationella forskningsrådet. (1992). Tillämpningar av bioteknik i traditionella fermenterade livsmedel. National Academies Press.
4. Nelson, D. L., Lehninger, a. L., & Cox, M. M. (2008). Lehninger principer för biokemi. Macmillan.
5. Soult, a. (2019). Kemi librettexts. Hämtad 24 april 2020 från Chem.Librettexts.org
6. Widystuti, yantyati & rohmatussolihat, rohmatussolihat & febisiantosa, andi. (2014). Rollen för mjölksyrabakterier i mjölkfermentering. Mat- och näringsvetenskap. 05. 435-442. 10.4236/FNS.2014.54051.