Reaksi penapaian glukosa. Jenis, nilai dan produk penapaian

Penapaian glukosa - salah satu tindak balas utama yang mana ia adalah mungkin penyediaan minuman beralkohol. Ia boleh dilakukan dengan cara yang berbeza, setiap yang produk individu terbentuk. proses ini memainkan peranan penting dalam banyak bidang kehidupan kita, kerana memasak dan penyediaan arak dan vodka dan berakhir oleh tindak balas dalam badan kita.

cerita

Proses penapaian glukosa dan gula lain yang digunakan orang yang lebih tua. Mereka makan yang podbrodivshuyu makanan sedikit. Makanan ini lebih selamat kerana ia mengandungi alkohol, antara yang membunuh banyak bakteria berbahaya. Di Mesir purba dan Babylon, orang sudah tahu bagaimana untuk menapai banyak minuman manis dan susu. Apabila orang dalam abad ke-18 dapat lebih memahami proses ini, jenis dan peluang untuk penambahbaikan, sangat meningkat industri berkualiti seperti kvaso-, bru dan wain vodka.

jenis-jenis penapaian

Apa yang cukup pelik, tetapi proses ini adalah berbeza. Dan berbeza jenis glukosa produk akhir penapaian. Oleh itu, terdapat asid laktik, alkohol, asid sitrik, aseton, butyric dan beberapa yang lain. Mari kita bercakap sedikit tentang setiap jenis berasingan. Laktik penapaian glukosa - proses penting untuk penyediaan produk seperti yogurt, krim masam, yogurt, keju cottage. Ia juga digunakan untuk pemeliharaan sayur-sayuran dan melakukan fungsi penting dalam badan kita: dalam keadaan kekurangan oksigen, glukosa ditukarkan kepada produk akhir - asid laktik, yang menyebabkan kesakitan pada otot pada masa latihan dan sedikit selepas itu.

penapaian alkohol berbeza kerana etil alkohol yang terbentuk sebagai produk akhir. Ia datang dengan bantuan mikro-organisma - yis. Dan memainkan peranan penting dalam masakan, kerana di samping produk utama semasa penapaian alkohol glukosa mengeluarkan karbon dioksida (ini menerangkan fluffiness doh yis).

Sitrik penapaian asid berlaku, kerana ia adalah mudah untuk meneka, untuk membentuk asid sitrik. Ia berlaku di bawah pengaruh sesetengah spesies kulat dan merupakan sebahagian daripada kitaran Krebs, yang menyediakan pernafasan sel-sel dalam badan kita.

penapaian aseton-butanol-etanol adalah sangat serupa dengan asid butyric. Hasilnya, ia membentuk butyric asid, butil dan etil alkohol, aseton dan karbon dioksida. Apabila penapaian butyric yang ditubuhkan hanya tajuk asid dan karbon dioksida yang sepadan.

Sekarang kita akan mengambil kira semua jenis butiran, dan bermula dengan asas - penapaian alkohol glukosa. Ia akan dibincangkan secara terperinci semua tindak balas dan nuansa kejadian mereka.

penapaian alkohol

Memberitahu sedikit lebih lanjut mengenai penapaian glukosa, yang persamaan: C ₆ H ₁₂ O ₆ = 2C ₂ H ₅ OH + 2CO _2. Apa yang anda boleh belajar daripada tindak balas ini? Kami mempunyai dua produk: etil alkohol dan karbon dioksida. Oleh kerana terakhir kita melihat vzbuhanie doh yis. Tetapi disebabkan pertama mempunyai peluang untuk mendapatkan rasa yang tidak dapat dilupakan anggur dan wain produk. Tetapi sebenarnya ini hanya satu persamaan dipermudahkan. penapaian glukosa selesai tindak balas adalah lebih sukar, jadi mari kita Mari kita kaji ini lebih mendalam sedikit.

Ada apa-apa proses sebagai glikolisis. Secara harfiah, nama yang bermaksud "membelah gula". Ia berlaku di dalam badan, dan bahagian-produknya adalah asid pyruvic, dan utama - asid adenozinotrifosfornaya (ATP), yang terbentuk semasa tindak balas ini daripada kawasan lain. Kita boleh mengatakan bahawa ATP adalah pembawa tenaga dalam badan, dan sebenarnya glikolisis adalah untuk menyediakan badan kita dengan tenaga.

Kami tidak sedar terlibat dalam proses ini. Malah, penapaian adalah sangat serupa dengan glikolisis, kerana peringkat pertama mereka benar-benar sama. Anda juga boleh mengatakan bahawa penapaian alkohol tindak balas glukosa adalah kesinambungan daripada glikolisis. Terbentuk semasa pyruvate terakhir (ion asid pyruvic) ditukarkan kepada asetaldehid (CH ₃ -C (O) H) dengan pengeluaran produk sampingan karbon dioksida. Selepas itu, produk yang dihasilkan dikurangkan NADH koenzim yang terkandung dalam bakteria. keputusan pemulihan dalam pembentukan etanol.

Oleh itu, reaksi penapaian glukosa kepada etanol kelihatan 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 pemangkin untuk tindak balas, dan ion NAD ⁺ memainkan peranan penting di peringkat awal glikolisis, dan membentuk pada akhir penapaian alkohol, dikembalikan kepada proses.

Mari kita beralih kepada pelbagai seterusnya tindak balas ujian-jenis.

penapaian laktik glukosa

Dari jenis ini alkohol adalah berbeza dalam bahawa tidak ada di bawah pengaruh yis, dan dengan bantuan bakteria asid laktik. Oleh itu, kami mempunyai produk yang sama sekali berbeza. penapaian laktik juga berlaku dalam otot kita pada beban yang tinggi dan kekurangan oksigen.

Terdapat dua jenis proses ini. Pertama - penapaian homofermentative. Jika anda pernah mendengar awalan "homo", anda mungkin tahu apa yang dimaksudkan. penapaian Homofermentative - proses yang melibatkan enzim tunggal. Dalam langkah pertama glikolisis dan asid piroviogradnaya terbentuk. Kemudian, pyruvate yang terhasil (dalam larutan asid ini hanya boleh wujud dalam bentuk ion) adalah tertakluk kepada penghidrogenan menggunakan NADH ⁺ H dan laktat. Pengurangan produk adalah asid laktik, yang merupakan kira-kira 90% daripada produk yang terhasil semasa tindak balas. Kompaun ini, bagaimanapun, boleh juga dibentuk sebagai dua isomer yang berbeza: D dan L. Jenis ini berbeza dari segi bahawa mereka adalah imej cermin antara satu sama lain dan oleh itu, mempunyai kesan yang berbeza pada organisma kami. Yang isomer akan dibentuk untuk tahap yang lebih besar, menentukan struktur dehidrogenase laktat.

Mari kita beralih kepada jenis kedua penapaian asid laktik - heterofermentative. Proses ini melibatkan beberapa enzim, dan ia pergi di jalan yang lebih sukar. Oleh kerana itu, semasa tindak balas menghasilkan lebih banyak produk yang berbeza: selain asid laktik, kita boleh mendapati terdapat asid asetik dan etil alkohol.

Di sini kita diperiksa penapaian laktik. Ini adalah proses di mana kita boleh menikmati rasa keju, yogurt, susu masam dan yogurt. Untuk meringkaskan dan menulis reaksi penapaian asid laktik glukosa dalam bentuk umum: C ₆ H ₁₂ O ₆ = 2 C ₃ H ₆ O _3. Sudah tentu, ini ialah gambar rajah dipermudahkan proses penapaian homofermentative, kerana walaupun skim proses heterofermentative akan menjadi sangat sukar. Ahli kimia masih mengkaji penapaian laktik glukosa dan memastikan lengkap mekanisme, jadi kita masih perlu pergi.

penapaian citrate

Tindak balas jenis ini penapaian berlaku, seperti dalam alkohol, di bawah tindakan tekanan kulat tertentu. mekanisme lengkap tindak balas ini tidak difahami sepenuhnya, dan kita hanya boleh bergantung kepada beberapa pemudahan. Walau bagaimanapun terdapat andaian bahawa peringkat awal proses ini glikolisis. Kemudian asid pyruvic ditukarkan seterusnya menjadi asid dan sitrik yang berbeza sampai. Kerana apa-apa mekanisme asid lain yang terkumpul di dalam tindak balas - produk pengoksidaan lengkap glukosa.

Proses ini berlaku di bawah pengaruh oksigen, dan secara umumnya ia boleh ditulis oleh persamaan berikut: 2C ₆ H ₁₂ O ₆ + 3O ₂ = 2C ₆ H ₈ O ₇ + 4H ₂ O. Sebelum ini jenis penapaian dibuka, orang diekstrak asid sitrik hanya memerah buah-buahan yang sama pokok itu. Walau bagaimanapun, dalam asid lemon ini tidak melebihi 15%, walau bagaimanapun, kaedah ini terbukti tidak praktikal, dan selepas pembukaan tindak balas mula menerima semua kaedah penapaian asid.

butyric penapaian asid

Mari kita beralih kepada jenis yang akan datang. Ini jenis penapaian berlaku di bawah tindakan bakteria asid butyric. Mereka adalah meluas, dan proses yang ia menyebabkan, memainkan peranan penting dalam kitaran biologi penting. Dengan bakteria dan penguraian organisma mati. Butyric asid, yang terbentuk semasa tindak balas, bau ini menarik memakan bangkai.

Ini jenis penapaian yang digunakan dalam industri. Seperti yang anda sangka, mereka adalah asid butyric. ester yang digunakan secara meluas dalam minyak wangi dan mempunyai bau yang menyenangkan, berbeza dengan yang paling. Walau bagaimanapun, tidak sentiasa penapaian asid butyric bermanfaat. Ia boleh menyebabkan kerosakan kepada sayur-sayuran, makanan dalam tin, susu dan produk lain. Tetapi ini boleh berlaku hanya jika produk datang bakteria asid butyric.

Mari kita kaji mekanisme penapaian asid butyric glukosa. Reaksi ia kelihatan seperti: C ₆ H ₁₂ O ₆ → CH ₃ CH ₂ CH ₂ COOH + 2CO ₂ ↑ + 2H _2. Hasilnya, tenaga juga dihasilkan, yang menyediakan aktiviti kehidupan bakteria asid butyric.

penapaian aseton-butanol-etanol

jenis ini adalah sangat serupa dengan asid butyric. Bersiar-siar dengan cara ini tidak hanya boleh glukosa tetapi juga gliserol dan asid pyruvic. Proses ini boleh dibahagikan kepada dua peringkat: pertama (dan kadang-kadang ia dipanggil asid) itu pada hakikatnya penapaian asid butyric. Walau bagaimanapun, selain daripada minyak, ia masih berdiri dan asid asetik. Dengan cara ini kita mendapatkan produk dari penapaian glukosa, yang pergi ke peringkat kedua (atsetonobutilovuyu). Kerana keseluruhan proses ini berlaku juga di bawah pengaruh bakteria, maka pengasidan sederhana (peningkatan dalam kepekatan asid) adalah peruntukan enzim bakteria tertentu. Mereka mendorong tindak balas penukaran produk penapaian glukosa dalam n-butanol (butil alkohol) dan aseton. Di samping itu, ia boleh membentuk beberapa etanol.

Lain-lain jenis penapaian

Selain daripada lima spesies proses ini, terdapat beberapa lagi. Sebagai contoh, ia adalah penapaian asetik. Ia juga berlaku di bawah tindakan banyak bakteria. Ini jenis penapaian boleh digunakan untuk tujuan berguna apabila penjerukan. Ia melindungi makanan dari bakteria berbahaya dan patogen. Lebih membezakan alkali atau penapaian metana. Tidak seperti jenis sebelum, jenis penapaian boleh dijalankan bagi kebanyakan sebatian organik. Akibatnya, sebilangan besar tindak balas kompleks, bahan-bahan organik reput ke dalam metana, hidrogen dan karbon dioksida.

Peranan biologi

Penapaian - cara yang paling kuno mendapat tenaga oleh organisma hidup. Beberapa bahan-bahan organik yang dihasilkan, pada masa yang sama menerima tenaga, dan lain-lain memusnahkan bahan-bahan ini juga mendapatkan tenaga. Berdasarkan itu, seluruh kehidupan kita. Dan setiap daripada kita penapaian dalam satu bentuk atau yang lain berlaku. Seperti yang kita katakan di atas, penapaian asid laktik berlaku di dalam otot semasa latihan sengit.

Apa lagi untuk memeriksa?

Jika anda berminat untuk biokimia proses ini sangat menarik, kita harus bermula dari buku teks sekolah dalam bidang kimia dan biologi. Dalam banyak buku teks kolej digambarkan sebagai bahan terperinci bahawa selepas membacanya anda akan dapat untuk menjadi seorang pakar dalam bidang ini.

kesimpulan

Di sini kita datang ke akhir. Kami dibongkar semua jenis penapaian glukosa dan prinsip-prinsip umum proses ini, yang memainkan peranan yang amat penting dalam fungsi organisma hidup, serta dalam industri kita. Ada kemungkinan bahawa pada masa akan datang kami akan membuka beberapa lagi spesis proses purba ini dan mempelajari bagaimana untuk menggunakan mereka untuk kepentingan diri mereka sendiri, seperti yang mereka lakukan dengan yang sudah diketahui kepada kami.