グルコース発酵反応。 発酵の種類、重要性および生成物

グルコース発酵は、精霊を調製することが可能な主な反応の1つである。 これは、個々の製品がそれぞれ形成される異なる方法で実施することができる。 このプロセスは、料理やウォッカから身体の中で起こる反応まで、私たちの多くの人生において重要な役割を果たします。

歴史

グルコースおよび他の糖の発酵プロセスは、古代の人々によって使用された。 彼らは少し揚げた食べ物を食べた。 この食品は、それが多くの有害な細菌が殺された中にアルコールを含んでいたので、より安全でした。 古代エジプトとバビロンでは、人々はすでに砂糖を含む飲み物や牛乳の多くを発酵させる方法を知っていました。 18世紀末の人々がこのプロセス、そのタイプと改善の可能性をよりよく研究すると、クバス、醸造、ワインウォッカなどの産業は質的に成長しました。

発酵の種類

不思議にも、このプロセスは異なります。 そして、最終製品におけるグルコースの発酵の種類を区別する。 したがって、乳酸、アルコール、クエン酸、アセトン、オレイン酸およびいくつかの他のものが存在する。 それぞれのタイプについて別々に少し話しましょう。 グルコースの乳酸発酵は、凝乳、サワークリーム、ケフィア、コテージチーズなどの製品の調製における主要なプロセスである。 野菜を節約するためにも使用され、私たちの体内で重要な機能を果たします。酸素欠乏の状態では、グルコースは最終製品 - 乳酸で、トレーニング時に筋肉に痛みを引き起こします。

アルコール発酵 は、エチルアルコールが最終生成物として形成されるという事実を特徴とする。 それは微生物 - 酵母の助けを借りて起こります。 また、主な製品のほかに、グルコースのアルコール発酵は二酸化炭素を放出するので（これは酵母試験の毛羽立ちを説明する）、調理において重要な役割を果たす。

レモン酸発酵は、推測が困難ではないが、クエン酸の形成と共に起こる。 それは特定の種類の真菌の影響下で起こり、体のすべての細胞の呼吸を確実にする クレブスサイクルの 一部 です 。

アセトン - ブチル発酵は酪酸と非常によく似ている。 結果として、それはオレイン酸、ブチルアルコールおよびエチルアルコール、アセトンおよび二酸化炭素を形成する。 油酸発酵では、名前に対応する酸と二酸化炭素だけが形成される。

ここでは、すべてのタイプをより詳細に見て、最も基本的なアルコール発酵のグルコースから始めます。 コースのすべての反応とニュアンスが詳細に分析されます。

アルコール発酵

グルコース発酵についてもう少し詳しく説明します。その式は、C ₆ H ₁₂ O ₆ = 2C ₂ H ₅ OH + 2CO ₂です。 この反応から何を学ぶことができますか？ 私たちはエチルアルコールと二酸化炭素という2つの製品を持っています。 後者のために、我々は酵母試験の腫れを観察する。 そして最初のことから、私たちはワインとワインの忘れられない味を得る機会を得ました。 しかし、実際これはほんの単純化された方程式です。 グルコース発酵の完全な反応はより複雑であるので、少し深めてみましょう。

解糖のようなプロセスがあります。 文字通りその名前は「砂糖を分解する」と解釈されます。 それは体内で起こり、その副生成物は ピルビン酸で あり、主なものはこの反応の間に別の化合物から形成されるアデノシン三リン酸（ATP）である。 ATPは体内のエネルギーの運搬体であり、実際に解糖は体にエネルギーを提供する働きがあると言えるでしょう。

私たちはこのプロセスに手を触れていませんでした。 実際、発酵は解糖と非常によく似ています。なぜなら、最初の段階はまったく同じであるからです。 グルコースのアルコール発酵の反応は解糖の続きであるとも言える。 後者の間に形成されるピルビン酸（ピルビン酸イオン）は、二酸化炭素の副産物としての放出と共にアセトアルデヒド（CH ₃ -C（O）H）に変換される。 その後、得られた生成物は、細菌に含まれる補酵素NADHによって還元される。 この還元はエチルアルコールの形成をもたらす。

従って、エタノールへのグルコース発酵の反応は以下の通りである：

1）C ₆ H ₁₂ O ₆ = 2C ₃ H ₄ O ₃ + 4H ⁺

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は反応触媒として作用し、NAD ⁺イオンは解糖の初期段階で重要な役割を果たし、アルコール発酵の終わりに形成されてプロセスに戻る。

調査されている反応の種類の次の種類に移りましょう。

乳酸発酵

アルコールから、この種は酵母の影響下ではなく、乳酸菌の助けを借りて起こるという点で異なる。 したがって、私たちは全く異なる製品を持っています。 乳酸発酵はまた、高負荷で酸素が欠乏している筋肉でも起こります。

このプロセスには2つのタイプがあります。 第1はホモ発酵性発酵である。 接頭辞「ホモ」を聞いたことがあるなら、それが何を意味するのかを確かめてください。 ホモ発酵発酵は、1つの酵素を含むプロセスである。 第1段階で、解糖が起こり、ピルビン酸が形成される。 次に、得られたピルビン酸塩（溶液中、この酸はイオンとしてのみ存在することができる）は、NADH ⁺ Hおよび乳酸脱水素酵素で水素化される。 その結果、還元生成物は乳酸であり、これは反応中に得られる全生成物の約90％である。 しかしながら、この化合物は、2つの異性体：DおよびLの形でも形成することができる。これらの型は、互いに鏡面反射し、したがって体内で異なるように異なる。 どの異性体が形成されるかによって、乳酸デヒドロゲナーゼの構造が決定される。

第二のタイプの乳酸発酵 - ヘテロ発酵に移りましょう。 このプロセスでは、いくつかの酵素が関与し、より複雑な経路に沿って進む。 このため、反応中により多くの異なる生成物が形成される：乳酸に加えて、酢酸およびエチルアルコールも見出すことができる。

そこで私たちは乳酸発酵を見ました。 これはコテージチーズ、ヨーグルト、ライザンカ、ケフィアの味を楽しむことができるプロセスです。 一般にグルコースの乳酸発酵の反応を要約して書き留めましょう：C ₆ H ₁₂ O ₆ = 2 C ₃ H ₆ O ₃ 。 もちろん、これはホモ発酵発酵のプロセスの単純化されたスキームである。なぜなら、ヘテロ酵素プロセスのスキームさえも非常に複雑になるからである。 化学者はまだグルコースのミルク発酵を研究しており、その完全なメカニズムを発見しているので、我々はまだ多くの努力をしています。

レモン発酵発酵

この種の発酵の反応は、ある種の菌の真菌の影響下でアルコールと同様に起こる。 この反応の完全なメカニズムはまだ完全には理解されておらず、我々は特定の単純化にのみ依存することができる。 しかしながら、プロセスの初期段階が解糖であるという示唆がある。 それからピルビン酸は様々な酸に変わり、レモンになる。 このようなメカニズムにより、グルコースの不完全な酸化生成物である反応媒体中に他の酸が蓄積する。

このプロセスは酸素の影響下で行われ、一般に次の式：2C ₆ H ₁₂ O ₆ + 3 O ₂ = 2C ₆ H ₈ O ₇ + 4H ₂ Oと書くことができる。このタイプの発酵が発見される前に、対応する木の果実を搾取します。 しかし、この酸のレモンでは15％以下であるので、この方法は不便であることが判明し、この反応の発見後、すべての酸が発酵によって生成され始めた。

油性発酵

次のタイプに進みます。 このタイプの発酵は、酪酸バクテリアの作用下で起こる。 それらは広範囲に及んでおり、それらが引き起こすプロセスは、生物学的に重要なサイクルにおいて重要な役割を果たす。 これらの細菌の助けを借りて、死んだ生物の分解が起こる。 反応中に形成される油状の酸は、スカベンジャーの香りを引き付ける。

このタイプの発酵は産業界で使用されています。 あなたが推測するように、彼らはオレイン酸を得る。 彼女のエステルは香水で広く使われていて、自分のものとは違って心地よい匂いがあります。 しかしながら、油の発酵は必ずしも有益ではない。 野菜、缶詰、牛乳などの製品に損傷を与えることがあります。 しかし、オイル・バクテリアだけが製品に入っていれば、これは起こりうる。

グルコースの発酵のメカニズムを分析しよう。 その反応は次の通りである：C ₆ H ₁₂ O ₆ →CH ₃ CH ₂ CH ₂ COOH + 2CO ₂ ↑+ 2H ₂ 。 その結果、エネルギーも生成され、これは酪酸細菌の生活活動を保証する。

アセトン - ブチル発酵

このタイプは酪酸に非常に似ています。 グルコースだけでなく、グリセリンやピルビン酸もこのようにローミングすることができます。 このプロセスは2つの段階に分けることができます。第1段階（酸性とも呼ばれます）は実際にはオレイン酸発酵です。 しかし、油に加えて、酢酸も放出される。 このようにしてグルコースを発酵させた結果、第2段階（アセトノブチル）に行く製品が得られます。 プロセス全体がバクテリアの作用のもとでも起こるので、培地の酸性化（酸の濃度の増加）はバクテリアによる特殊な酵素の放出を引き起こす。 これらは、グルコース発酵産物をn-ブタノール（ブチルアルコール）およびアセトンに変換するための反応を誘発する。 さらに、いくらかのエタノールが形成され得る。

他のタイプの発酵

この5つのタイプに加えて、さらにいくつかのタイプがあります。 例えば、これは酢酸発酵である。 それはまた、多くの細菌の作用下でも起こる。 このタイプの発酵は、酸洗の際に有用な目的のために使用することができる。 病原体や危険な細菌から食品を保護します。 アルカリまたはメタン発酵もまた区別される。 従来のタイプとは異なり、このタイプの発酵は、ほとんどの有機化合物に対して行うことができます。 多数の複雑な反応の結果として、有機物質はメタン、水素および二酸化炭素に分割される。

生物学的役割

発酵は、生きている生物によってエネルギーを得る最も古い方法です。 偶然にエネルギーを受け取る有機物や、エネルギーを受け取っている間にこれらの物質を破壊する生物もあります。 私たちの人生はこれに基づいています。 そして、私たち一人ひとりひとりに、ある形での発酵か別の収入があります。 上記のように、乳酸発酵は集中的なトレーニングを伴う筋肉で起こる。

他に何を読むべきですか？

この非常に興味深いプロセスの生化学に興味があれば、化学と生物学に関する教科書から始めてみる価値があります。 多くの大学の教科書では、詳細な資料を読んだ後に、この分野の専門家になることができます。

結論

だから我々は終わりに来た。 我々は、生物の機能と産業界の両方において非常に重要な役割を果たす、すべてのタイプのグルコース発酵およびこれらのプロセスの一般原則を見直しました。 将来、私たちがすでに知っているように、この古代プロセスのいくつかのタイプを開き、自分自身の利益のためにそれらを使用する方法を学ぶことも可能です。