رد فعل تخمير السكر. أنواع وقيمة والمنتج التخمر

تخمر الجلوكوز - واحدة من أهم ردود الفعل التي من الممكن إعداد المشروبات الكحولية. يمكن أن يتم ذلك بطرق مختلفة، كل منها تتكون المنتجات الفردية. هذه العملية تلعب دورا رئيسيا في العديد من مجالات حياتنا، منذ الطبخ وإعداد النبيذ والفودكا وتنتهي من خلال ردود الفعل في جسمنا.

قصة

عملية تخمر الجلوكوز والسكريات الأخرى المستخدمة في الناس أكثر القديم. هم يأكلون الطعام podbrodivshuyu قليلا. وكان هذا الغذاء أكثر أمانا لأنها تحتوى على الكحول، من بينها قتل العديد من البكتيريا الضارة. في مصر القديمة وبابل، والناس يعرفون بالفعل كيفية تخمر العديد من المشروبات السكرية والحليب. عندما كان الناس في أواخر القرن 18th قادرا على فهم أفضل لهذه العملية، أنواعه وفرص التحسين، زيادة كبيرة في الصناعات ذات جودة عالية مثل kvaso-، تختمر والنبيذ الفودكا.

أنواع التخمير

ومن الغريب، ولكن عملية مختلفة. وأنواع من المنتجات النهائية تخمير السكر المختلفة. وبالتالي، هناك حامض اللبنيك، والكحول، وحامض الستريك، والأسيتون، زبدي وعدد قليل من الآخرين. دعونا نتحدث قليلا عن كل نوع على حدة. خميرة اللبن الجلوكوز - عملية أساسية لإعداد المنتجات مثل اللبن والقشدة الحامضة واللبن والجبن. كما أنها تستخدم للحفاظ على الخضروات ويؤدي وظيفة أساسية في أجسامنا: في ظروف نقص الأكسجين، يتم تحويل الجلوكوز إلى المنتج النهائي - حمض اللاكتيك الذي يسبب آلام في العضلات في وقت ممارسة الرياضة وقليلا بعد ذلك.

التخمر الكحولي يختلف في أن الكحول الإيثيلي تشكيل كمنتج نهائي. يتعلق الأمر بمساعدة الكائنات الحية الدقيقة - الخميرة. ويلعب دورا رئيسيا في الطبخ، لأنه بالإضافة إلى المنتج الرئيسي خلال التخمير الكحولي الجلوكوز صدر ثاني أكسيد الكربون (هذا ما يفسر النفش خميرة العجين).

تخمير حمض الستريك يحدث، لأنه من السهل تخمين، لتكوين حمض الستريك. فإنه يأخذ مكان تحت تأثير أنواع معينة من الفطريات، وهي جزء من دورة كريبس، الذي يوفر التنفس من الخلايا في الجسم.

الأسيتون بيوتانول الايثانول التخمير هي مشابهة جدا لتلك التي حمض زبدي. ونتيجة لذلك، شكلت زبدي حامض، بوتيل وايثيل الكحول والأسيتون وثاني أكسيد الكربون. عندما يتم تشكيل التخمير زبدي عنوان فقط حامض وثاني أكسيد الكربون المقابلة.

الآن سوف نعتبر كل أنواع من التفاصيل، وتبدأ مع الأساسيات - التخمر الكحولي من الجلوكوز. سيتم مناقشته بالتفصيل عن ردود الفعل والفروق الدقيقة وقوعها.

التخمر الكحولي

أقول أكثر من ذلك بقليل عن تخمر الجلوكوز، والتي المعادلة: C ₆ H ₁₂ O ₆ = 2C ₂ H ₅ OH + 2CO _2. ماذا يمكن أن تتعلم من هذا التفاعل؟ لدينا اثنين من المنتجات: الكحول الإيثيلي وثاني أكسيد الكربون. ويرجع ذلك إلى آخر نرى vzbuhanie خميرة العجين. ولكن نظرا لأول مرة لديهم فرصة للحصول على طعم لا ينسى من الخمر والنبيذ المنتجات. ولكن في الواقع هذه ليست سوى معادلة مبسطة. تخمير السكر اكتمال رد الفعل هو أكثر صعوبة، لذلك دعونا دعونا نفحص هذا أعمق قليلا.

هناك مثل هذه العملية كما تحلل. حرفيا، ويعني اسمها "تقسيم من السكر". ويحدث ذلك في الجسم، وجنبا إلى منتجاتها هو حمض البيروفيك، والرئيسي - حمض adenozinotrifosfornaya (ATP)، الذي يتكون خلال هذا التفاعل من مركب آخر. يمكننا ان نقول ان ATP هو الناقل للطاقة في الجسم، والواقع تحلل هو توفير الجسم مع الطاقة.

نحن لا المعنية علم في هذه العملية. في الواقع، التخمير هي مشابهة جدا لتحلل، حيث أن المرحلة الأولى كانت متطابقة تماما. حتى يمكن القول أن التخمر الكحولي من رد فعل الجلوكوز هو استمرار للتحلل. تشكلت خلال البيروفات الأخيرة (أيون حمض البيروفيك) يتم تحويلها إلى الأسيتالديهيد (CH ₃ -C (O) H) مع إطلاق غاز ثاني أكسيد الكربون من قبل المنتج. بعد ذلك، يتم تقليل المنتج الناتجة NADH أنزيم الواردة في البكتيريا. النتائج الانتعاش في تشكيل الايثانول.

وهكذا، فإن رد فعل للتخمير السكر إلى إيثانول يبدو مثل هذا:

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 يعد حافزا للتفاعل، والأيونات NAD ⁺ لعبت دورا رئيسيا في المراحل المبكرة من تحلل، وتشكيل في نهاية التخمر الكحولي، يتم إرجاع لهذه العملية.

دعنا ننتقل إلى مجموعة متنوعة المقبلة من اختبار ردود الفعل من نوع.

التخمر اللبني من الجلوكوز

من هذا النوع من الكحول يختلف في أنه لا يوجد تحت تأثير الخميرة، وبمساعدة من بكتيريا حمض اللاكتيك. لذلك، لدينا منتجات مختلفة تماما. يحدث التخمر اللبني أيضا في عضلاتنا في الأحمال العالية ونقص الأكسجين.

هناك نوعان من هذه العملية. أولا - التخمير متجانسة التخمير. إذا كنت قد سمعت أبدا البادئة "هومو"، وربما كنت أعرف ما يعنيه. التخمير متجانسة التخمير - وهي عملية تنطوي على إنزيم واحد. في الخطوة الأولى من تحلل وحمض piroviogradnaya تشكيلها. بعد ذلك، يتم إخضاع البيروفات الناتج (في حل هذا الحمض يمكن أن توجد إلا في شكل أيونات) لهدرجة باستخدام NADH ⁺ H واللاكتات. انخفاض الناتج هو حمض اللبنيك، والتي تشكل حوالي 90٪ من المنتجات الناتجة أثناء عملية التفاعل. هذا المركب، ومع ذلك، يمكن أيضا أن تتشكل كما ايزومرين مختلفة: D وL. هذه الأنواع تختلف في أنها عبارة عن صور طبق الأصل من بعضها البعض، وبالتالي يكون لها آثار مختلفة على كائن لدينا. ما متزامر سيتم تشكيلها إلى حد كبير، يحدد هيكل نازعة اكتات.

دعنا ننتقل إلى النوع الثاني من التخمر اللبني - غير متجانسة. وتنطوي هذه العملية عدة إنزيمات، وغني على الطريق أكثر صعوبة. وبسبب هذا، أثناء التفاعل ينتج المزيد من المنتجات المختلفة: بالإضافة إلى حامض اللبنيك، ويمكن أن نجد هناك حامض الخليك والكحول الإيثيلي.

نحن هنا درس التخمر اللبني. هذه هي العملية التي من خلالها يمكننا التمتع بطعم الجبن والزبادي واللبن الرائب والزبادي. لتلخيص وكتابة رد فعل التخمر اللبني الجلوكوز في الشكل العام: C ₆ H ₁₂ O ₆ = 2 C ₃ H ₆ O _3. وبطبيعة الحال، وهذا هو رسم تخطيطي مبسط للعملية التخمير متجانسة التخمير، وحتى مخطط عملية غير متجانسة ستكون صعبة للغاية. الكيميائيين ما زالوا يدرسون التخمر اللبني من الجلوكوز والتأكد آلياته كاملة، لذلك لا يزال لدينا للذهاب.

التخمير سترات

ردود الفعل من هذا النوع من التخمر يحدث، كما هو الحال في الكحول، في إطار العمل من معين سلالة الفطريات. ليست مفهومة آلية كاملة لهذا التفاعل تماما، ويمكننا الاعتماد فقط على بعض التبسيط. ولكن هناك افتراض أن المرحلة الأولى من هذه العملية تحلل. ثم يتم تحويل حمض البيروفيك بدوره إلى حمض الستريك ومختلف الروافد. ونظرا لهذه الآلية الأحماض الأخرى المتراكمة في رد فعل - منتجات الأكسدة غير مكتملة من الجلوكوز.

تحدث هذه العملية تحت تأثير الأكسجين، وعموما يمكن أن يكتبها المعادلة التالية: 2C ₆ H ₁₂ O ₆ + 3O ₂ = 2C ₆ H ₈ O ₇ + 4H ₂ O. وقبل هذا النوع من التخمر فتح، والناس استخراج حمض الستريك ضغط فقط فاكهة المقابلة من الشجرة. ومع ذلك، في هذه حمض الليمون لا تتجاوز 15٪، ومع ذلك، أثبتت هذه الطريقة أن يكون غير عملي، وبعد افتتاح رد فعل بدأ في تلقي كل من طريقة التخمير الحمضية.

زبدي تخمير حمض

دعنا ننتقل إلى نوع المقبل. هذا النوع من التخمر يحدث في إطار العمل من بكتيريا حمض زبدي. وهم على نطاق واسع، والعملية التي كانت تسبب، يلعب دورا رئيسيا في دورات مهمة من الناحية البيولوجية. مع هذه البكتيريا والتحلل من الكائنات الميتة. زبدي حمض، الذي يتكون أثناء التفاعل، رائحته يجذب الزبالين.

هذا النوع من التخمر المستخدمة في هذه الصناعة. كما قد يتبادر إلى ذهنك، وهي حمض زبدي. وتستخدم استرات على نطاق واسع في صناعة العطور ولها رائحة طيبة، على النقيض من ذلك أكثر من غيرها. ومع ذلك، ليس دائما تخمير حمض زبدي هو مفيد. ويمكن أن تسبب ضررا على الخضروات والأغذية المعلبة والحليب وغيرها من المنتجات. ولكن هذا لن يحدث إلا إذا جاء المنتج بكتيريا حمض زبدي.

دعونا نبحث في آلية تخمير حمض زبدي من الجلوكوز. ردود الفعل يبدو مثل: C ₆ H ₁₂ O ₆ → CH ₃ CH ₂ CH ₂ COOH + 2CO ₂ ↑ + 2H _2. ونتيجة لذلك، يتم إنشاء الطاقة أيضا، والذي يوفر النشاط حياة بكتيريا حمض زبدي.

الأسيتون بيوتانول الايثانول التخمير

هذا النوع هي مشابهة جدا لتلك التي حمض زبدي. يهيمون على وجوههم في هذه الطريقة الجلوكوز لا يمكن فقط ولكن أيضا الجلسرين، وحامض البيروفيك. ويمكن تقسيم هذه العملية إلى مرحلتين: الأولى (وأحيانا يطلق عليه حمض) هو في الواقع تخمير حمض زبدي. ومع ذلك، بالإضافة إلى النفط، فإنه لا يزال قائما وحمض الخليك. وبهذه الطريقة نحصل على المنتجات من تخمر الجلوكوز، والتي تذهب إلى المرحلة الثانية (atsetonobutilovuyu). لأن هذه العملية برمتها تتم أيضا تحت تأثير البكتيريا، ثم تحمض المتوسطة (الزيادة في تركيز الأحماض) هو تخصيص البكتيريا إنزيمات معينة. أنها تحفز رد فعل التحويل من المنتجات التخمير الجلوكوز في ن بيوتانول (بيوتيل الكحول) والأسيتون. وبالإضافة إلى ذلك، قد تكون شكلت بعض الايثانول.

أنواع أخرى من التخمير

وبالإضافة إلى هذه الأنواع الخمسة من هذه العملية، وهناك عدد قليل من أكثر. على سبيل المثال، فمن التخمير الخليك. انها تتخذ أيضا مكان في إطار العمل من العديد من أنواع البكتيريا. هذا النوع من التخمر يمكن أن تستخدم لأغراض مفيدة عند التخليل. لأنه يحمي الطعام من البكتيريا الضارة ومسببات الأمراض. أكثر قلوية أو تمييز تخمير الميثان. على عكس الأنواع السابقة، يمكن أن يتم هذا النوع من التخمر من اصل لمعظم المركبات العضوية. ونتيجة لذلك، فإن عددا كبيرا من التفاعلات المعقدة، المواد العضوية تتحلل إلى غاز الميثان والهيدروجين وثاني أكسيد الكربون.

الدور البيولوجي

التخمير - أكثر الطرق القديمة للحصول على الطاقة عن طريق الكائنات الحية. بعض المواد العضوية التي يتم إنتاجها، وتلقي في نفس الوقت والطاقة، وغيرها تدمير هذه المواد أيضا الحصول على الطاقة. وبناء على ذلك، حياتنا كلها. وكل واحد منا التخمير في شكل واحد أو آخر يحدث. كما قلنا أعلاه، يحدث التخمير حمض اللبنيك في العضلات خلال ممارسة التمرينات الرياضية.

ماذا للتحقق؟

إذا كنت مهتما في الكيمياء الحيوية من هذه العملية مثيرة جدا للاهتمام، ينبغي أن نبدأ من الكتب المدرسية في الكيمياء وعلم الأحياء. في كثير من الكتب الدراسية يوصف المواد المفصلة أنه بعد قراءتها سوف تكون قادرة على أن تصبح خبير في هذا المجال.

استنتاج

هنا نأتي إلى نهاية. فككنا جميع أنواع تخمير السكر والمبادئ العامة لهذه العمليات، والتي تلعب دورا هاما جدا في أداء الكائنات الحية، وكذلك في صناعتنا. ومن الممكن أن يكون في المستقبل سوف نفتح بضعة أنواع من هذه العملية القديمة وتعلم كيفية استخدامها لصالح أنفسهم، كما فعلوا مع معروفة لنا.