تخمیر چیست؟ (بخش اول)

تخمیر تجزیه ناقص بعضی از متابولیت ها (ترکیبات آلی) به ترکیبات ساده‌تر همراه با انرژی توسط عامل تخمیری است.

پیشتر دانستید که مخمر نوعی قارچ است كه هرگز قادر نیست خودش مواد غذایی لازم را برای خود فراهم بیاورد. اگر تعـداد بسیاری از این نوع قارچ، كنار هم بروینـد، توده ای تشكیل خواهند داد.

تخمیر پدیده‌ای ناشی از مجموعه فعالیت های زیستی است که در آن ترکیبات آلی دارای مولکول های بزرگ به ترکیباتی با مولکول های کوچک تر و ساده‌تر شکسته و تجزیه (کاتابولیسم) می شود و از فرایند آن علاوه بر ایجاد ترکیبات آلی ساده‌تر و دی‌اکسید کربن و انرژی نیز آزاد می‌شود. به بیان دیگر، تخمیر تجزیه ناقص بعضی از متابولیت ها (ترکیبات آلی) به ترکیبات ساده‌تر همراه با انرژی توسط عامل تخمیری است.

می دانید که در بیو تکنولوژی، مفهوم میکرو بیولوژیکال تخمیر اهمیت دارد، یعنی اینکه: هر فرایند تولید کننده محصول بوسیله یک توده محیط کشت ازمیکرو ارگانیسم‌ها. اما از نظر بیو شیمیت‌ها، تخمیر به عنوان یک فرایند تولید کننده انرژی از ترکیبات آلی می‌باشد که این ترکیبات ، هم دهنده الکترون هستند و هم گیرنده الکترون آن. بنابراین تخمیر، یک فرایند غیر هوازی است که انرژی تولید شده ، بدون شرکت اکسیژن یا گیرنده‌های الکترونی معدنی دیگر صورت می‌گیرد.

چند گونه میکرو ارگانیسمی می‌توانند تخمیر انجام دهند:

پروکاریوت: تک سلولی (باکتری‌ها ، سیانو باکتری‌ها) _ چند سلولی (سیانو باکتری‌ها)

یوکاریوت ها: تک سلولی (مخمرها ، جلبک‌ها) _ چند سلولی و پر سلولی (قارچ ها، جلبک‌ها)

جانداران تک سلولی و میکرو ارگانیسم‌ها، بندرت در تخمیر استفاده می‌شوند، در حالیکه سلول های ایزوله شده جانوران چند سلولی، بطور رایج استفاده می‌گردند.

انواع تخمیر ها در صنایع غذایی عبارتند از:

تخمیر توسط باکتریهای اسید لاکتیک که شامل تخمیر سبزیها و میو ها مانند خیار شور ، کلم شور و غیره ،تخمیر فراورده های گوشتی مانند سالامی و غیره و تخمیر فراورده های لبنی مانند ماست پنیر و غیره می باشد.

 تخمیر توسط مخمر ها و کپک های تو لید کننده اسید لاکتیک که شامل تخمیر نو شابه های لبنی مانند کفیر و تخمیر پنیر های رنگی مانند کاممبرت و راکفورت می باشد.

تخمیر توسط باکتری های اسید استیک که در محصولالت حاوی مواد قندی و الکل برای تولید سرکه استفاده می شود.

تخمیر توسط مخمر نانوایی.

 تخمیر توسط کپک های خاص مانند تولید سس سویا و غیره .

بعضی از سلول های بدن نیز در کمبود اکسیژن تخمیر لاکتیک اسید انجام می دهند. دو استقامت یک تمرین ورزشی هوازی و دو سرعت یک تمرین بی هوازی است.

در صورتی که اکسیژن کافی و متناسب با نیاز سلول در دسترس سلول نباشد، NADH که در قدم 6 گلیکولیز تولید می شود، نمی تواند از طریق زنجیره انتقال الکترون مجددا به +NAD تبدیل شود. اگر ⁺NAD  نتواند از NADH باز تولید شود، گلیکولیز متوقف می شود، زیرا ⁺NAD  سوبسترای قدم 6 مسیر می باشد.

در چنین شرایطی آنزیم لاکتات دهیدروژناز واکنش احیای پیرووات به لاکتیک اسید را کاتالیز می کند. در نتیجه ⁺NAD برای ادامه گلیکولیز تامین می شود و از توقف گلیکولیز جلوگیری به عمل می آید. این فرایند تخمیر لاکتیک اسید نام دارد. (شکل 1)

شکل 1: تخمیر لاکتیک اسید، سرنوشت پبرووات پس از گلیکولیز بستگی به میزان دسترسی به اکسیژن دارد. اگر اکسیژن کافی وجود نداشته باشد، NADH انباشته می شود و مقدار +NAD کاهش می یابد. در این صورت گلیکولیز نمی تواند پیشرفت کند. تخمیر راهی برای تولید دوباره ⁺ NAD است. در تخمیر لاکتیک اسید  آنزیم لاکتات دهیدروژناز پیرووات را احیا می کند. ادامه دارد ...

منبع: http://www.daneshju.ir

مرکز یادگیری سایت تبیان، مرجان سلیمانیان