alkoholos erjedés
Alkoholos erjedés - biokémiai erjedési folyamat, amelyben a cukrok, mint a glükóz és a fruktóz, amelyek enzimek hatására degradálódnak a kibocsátást az energia és a kialakulását etanol és a szén-dioxid. Ez lehetővé teszi, így két mól ATP per mól glükóz anaerob körülmények között. Az általános egyenlet az alkoholos erjedés:
Ez az útvonal jellemző számos gombával (élesztők, élesztő és néhány formák), algák, protozoák és egyes baktériumokban. Alkoholos erjedés már régóta használják az ember a folyamat sütés (meghívja a „felemelkedés” élesztős tészta) és gyártása alkoholos italok. Az egyik az új alkalmazási területek ezen útvonal az etanol előállítása, mint a helyreállító és viszonylag olcsó bioüzemanyagok.
alkoholos erjedés reakciót
Az alkoholos erjedés glükóz emésztés kezdődik glikolitikus út (kivéve a baktérium a Zymomonas mobilis, amelyben a glükóz metabolizálják az Entner-Dudorova). A glikolitikus reakciók hasítjuk és oxidált glükóz két molekula piruvát, bekövetkezik szubsztrát foszforiláció két molekula ADP alkotnak ATP-t és NADH redukálódnak két molekula NAD +. Aerob körülmények NADH oxidálódik újra ad elektronok egy sor közvetítők molekuláris oxigént, és ezután újra használni a folyamat glikolízis. Anaerob körülmények között a regenerációs a NAD + fordul elő a végső szakaszában a fermentáció során, amely az elektron akceptor piruvát önmagában vagy származékainak az esetben az alkoholos erjedés - acetaldehid.
Acetaldehid alakul a dekarboxilezést a piruvát (megszüntetése szén-dioxid), amely katalizálja piruvát-dekarboxiláz. Ez az enzim jelenlétét igényli Mg 2+ ionok és tartalmaz kovalens kötéssel koenzim tiamin-pirofoszfát.
A következő lépés a helyreállítási az etil-alkohol, hogy acetaldehid átvitelével egy hidrid-ion a képződött NADH a glikolízis. A reakciót részvételével az alkohol dehidrogenáz enzim, amely az aktív centrum cink ion, amely polarizálja a karbonilcsoport a szubsztrát megkönnyítése mellékletet hidridet.
Így a végtermékek az alkoholos fermentáció glükózt tartalmaz egy molekula, két molekula etanolt és két molekulát, CO 2, és két molekula ATP. Ennek eredményeként, oxidáció nem fordul elő, vagy a hasznosítás glükóz (az arány a C: H ugyanaz a kiindulási anyagok (glükóz) és a termékek (a szén-dioxid + etanol), és 1: 2).
terjedését
A metabolikus útja az alkoholos erjedés elérhető számos szervezetek, köztük a gombák (élesztők, élesztő és bizonyos gombák), algák, egysejtűek, baktériumok és néhány növény. A anaerob organizmusok részeit ő a fő módja az energia, mint például a Zymomonas mobilis baktérium, mivel sok fakultatív anaerobok, például sütőélesztő a Saccharomyces cerevisiae, alkalmazunk egy alternatív légzés csak oxigén hiányában.
Ellentétben piruvát dekarboxiláz enzim, amely specifikus az alkoholos erjedés és hiányzik a szervezetek, amelyeket az jellemez, tejsav fermentációs (az embert is beleértve), az alkohol-dehidrogenáz jelen van számos faj, hogy használhatja etanol energiaforrásként. Az emberi máj, ez az enzim katalizálja a reakciót fordított, hogy, hogy az alkoholos erjedés.
Használata alkoholos erjedés
Alkoholos italok gyártása
Alkoholos erjedés már régóta használják a alkoholtartalmú italok előállításához, mint a bor, sör, ale. A forrás a szénhidrátok ezekben a folyamatokban is szolgálhat a különböző növények. Néhány közülük kész fermentációs mono- és oligoszacharidok, például szacharóz és fruktóz a szőlőlé. Ebben az esetben az erjedés indulhat előkezelés nélkül. Másrészt, a gabonafélék, mint a búza, zab, rizs, stb és egyéb termékek tartalmazó keményítőt először végig a folyamatot hidrolízisének poliszacharidok. A termék a hidrolízis egy must, amely már tartalmaz cukrokat kész fermentáció.
Sör- és sör
Sör és sör alapanyag gabona: árpa, búza, rizs. Ezek a termékek tartalmazhatnak keményítőt, amely lehet-szubsztrát fermentációs csak hidrolízis után. Aktiválási hidrolitikus enzimek kicsírázott képződött szemcséket ledarált malátát összekeverjük vízzel, ilyen körülmények között a keményítő és a fehérjék elbomlanak, hogy az egyszerű anyagok - maltóz, glükóz, aminosavak. Wort képződött, amelyhez hozzáadunk komló, hogy elsődlegesen növekedésének gátlására a pusztulás mikroorganizmusok és melegítjük. Miután, hogy van a beoltás cefre - hozzáadásával élesztő kultúra. A termelés a sör leggyakrabban használ alsóerjedésű élesztők, például a Saccharomyces carlsbergensis, amely rendezi az aljára a fermentor. A fermentálást 7-12 nap, a kapott termék pH-ja 4,1-4,2. Erjesztő élesztők, például S. cerevisiae-termelésére használt sört, savanyú ő a pH-n 3,8. A fermentálás után a sört érett egy ideig, ami után az általában szén-dioxid és pasztőrözött vagy szűréssel sterilizáljuk.
Alkoholok, mint a whisky, vodka, gin, hasonlóak a főzési technológia, kiegészítve desztillációval.
kenyérsütés
Az élesztőket a gyártásához használt kenyér emberek legalább 4,5 évezredek, amint azt az ősi egyiptomi rajzokat, amennyiben ezt a folyamatot ábrázolja részletesen, hanem sütőipari 2575 BC. e. közelében található a gízai nekropolisz.
Mivel a fejlesztés a kenyér cerevisiae élesztőt aerob körülmények, légzés dominál az alkoholos erjedés. Emiatt, van egy gyorsított szén-dioxid felhalmozódása és kevés képződését etanolt. A szén-dioxid okozza a „emelkedés” a teszt, és felelős a könnyű, porózus szerkezetű kenyeret és erjedési ad neki egy jellegzetes íze.
A bioüzemanyag-termelés
Etanol során előállított alkoholos erjedés, lehet használni, mint egy olcsó és megújuló energiaforrások. Alapanyagaként etanol termelésére bioüzemanyag használt növényi anyagot gazdag szacharóz, keményítő vagy cellulóz: kukorica, búza, cukorrépa és cukornád, szalma, faipari hulladék, hulladék növényi eredetű, és a hasonlók. Jellemzően, a nyersanyag kémiailag kezeljük, hogy hidrolizálják poliszacharidok monomerek, amely után a masszát kapunk, hozzáadjuk a szívós élesztőtörzsek.
glicerin gyártás
A második világháború, Németország volt nagyobb szükség van a glicerin, a gyártás robbanóanyag nitroglitserolu. glicerin import volt, csak a brit tengeri blokád, ezért próbálta megállapítani saját termelését. Addigra ismert volt, hogy kis mennyiségű glicerin által alkotott alkoholos erjesztéssel cerevisiae. Német tudós Carl Neuberg megtalálta a módját, hogy módosítsa a folyamatot, hogy a hozam ennek az anyagnak szignifikánsan magasabb volt. Ehhez tette hozzá a közeghez élesztővel 3,5% nátrium-szulfit pH 7,0. Biszuifítionokat komplexet alkotnak acetaldehiddel, ahol az utóbbi elérhetetlenné válik hasznosítás etanolban. Mivel az élesztő egyaránt megkövetelik egy elektron-akceptor és hidrogénatom, arra használják, hogy e célból az egyik intermedier a glikolízis - dihidroxi-acetonnal foszfátot, amelyet redukálunk, glicerin-foszfát. Utolsó alakítjuk glicerinné miatt defosforilyuvannya.
Ez a felfedezés lehetővé tette Németország kapni körülbelül 1000 tonna glicerin havonta, köszönhetően annak a ténynek, hogy a legtöbb sörfőzdék alakították gyárban a termelés ezt az anyagot. Kezdete után a világ oly módon, hogy a glicerin nem volt gazdaságilag versenyképes és ezért megállt.
