ما هو التخمير الكحولي وحمض اللاكتيك؟

النوعان الأكثر شيوعًا من التخمير هما مدمن على الكحول و تخمير حمض اللاكتيك.

بينما قد يكون التخمير الكحولي هو الأكثر شهرة (ويظهر في العديد من الأطعمة والمشروبات ، مثل مثل النبيذ والبيرة والشاي المخمر والخبز والنقانق) ، يُعتقد أن تخمير حمض اللاكتيك هو أقدم. الأطعمة المخمرة، مثل الجبن والزبادي والكفير ومخلل الملفوف والأطعمة المخللة تم العثور عليها في كل ثقافة تقريبًا في جميع أنحاء العالم ، منذ آلاف السنين.

لمقارنة وتباين تخمير حمض اللاكتيك والتخمير الكحولي ، كلاهما تفاعلات الأكسدة والاختزال وتتضمن تحلل السكر.

تخمير الكحول يحدث في الكائنات الحية الدقيقة مثل الخميرة ويحول الجلوكوز إلى طاقة ، والتي يتم إطلاقها على شكل ثاني أكسيد الكربون. يسمى المنتج الثانوي الناتج بالإيثانول (المعروف أيضًا باسم الكحول الإيثيلي أو ببساطة الكحول). تخمير حمض اللاكتيك يحدث في بعض البكتيريا والخميرة وخلايا العضلات ويحول الجلوكوز إلى طاقة. منتجها الثانوي هو اللاكتات. يستخدم تخمير حمض اللاكتيك أيضًا في صناعة الأغذية ، والتي تستخدم بكتيريا حمض اللاكتيك.

غالبًا ما ينطوي تخمير الكحول خميرة الخميرة

يتضمن التخمير إدخال عدد من الميكروبات التي تزيد من مستوى الحمض أو الكحول ؛ س. الخباز يحول التخمير النشا إلى سكريات بسيطة ، والتي تستهلكها الخميرة بعد ذلك لإنتاج ثاني أكسيد الكربون والكحول.

ببساطة ، تتغذى الخميرة على السكر بينما تتكاثر الخلايا. تستمر الخلايا في التكاثر حتى يتم استهلاك كل السكر ونفاد الخميرة ؛ ثم تستقر الخميرة في قاع الحاوية. هذه العملية هي نفسها سواء كانت النتيجة النهائية هي الكحول أو الوقود الحيوي.

اكتوباكيللوس هي البكتيريا الأكثر شيوعًا المستخدمة في تخمير حمض اللاكتيك. ينتج السكر الموجود في عينات الفاكهة بشكل طبيعي حمض اللاكتيك ، مما يقلل من درجة الحموضة ، مما يقلل من عدد الكائنات الحية الدقيقة التي يمكن أن تنمو. هذا يحافظ على الطعام بشكل فعال. يستخدم هذا بشكل شائع في التخليل وكذلك في إنتاج الزبادي والأطعمة المخمرة مثل مخلل الملفوف والكيمتشي.

توجد بكتيريا حمض اللاكتيك بشكل طبيعي في بعض الأطعمة وتستخدم بشكل أساسي كـ "مقبلات" ، مما يعني أنها تبدأ عملية التخمير. تحافظ الكربوهيدرات الموجودة بالفعل في الطعام على استمرار التفاعل. هذا هو السبب في أن الجبن التي "تقدمت في العمر" لفترات زمنية مختلفة لها نكهات مختلفة.

تخمير الكحول هو تفاعل كيميائي يستخدم الخميرة والسكر لإنتاج الطاقة ، والتي يمكن رؤيتها على أنها فقاعات المحلول ؛ يمكن أن تكون هوائية أو لا هوائية (تعمل في وجود أو عدم وجود الأكسجين). بعد إزالة ثاني أكسيد الكربون ، يتم بعد ذلك تقليل الأسيتالديهيد الناتج لتشكيل الإيثانول. لا تستطيع الخميرة استقلاب الإيثانول ؛ بقدر ما يتعلق الأمر بالخلايا الأم ، فهو منتج نفايات.

يمكنك تحديد تخمير حمض اللاكتيك كعملية تحدث بعد تحلل السكر في التنفس اللاهوائي. يؤدي إنزيم يسمى اللاكتات ديهيدروجينيز إلى رد فعل لبدء تحلل السكر ، مما يؤدي إلى تكوين اللاكتات في هذه العملية.

تتحول بروتونات اللاكتات إلى حمض اللاكتيك وتستمر في التراكم في خلايا العضلات حتى يتم إعادة الأكسجين ويعود التنفس الهوائي. (تعني "البروتونات" إضافة بروتون إلى ذرة أو جزيء آخر ، مما يؤدي إلى تكوين رابطة وتحويل اللاكتات إلى حمض.) يحدث التخمر اللاكتيكي من خلال التنفس اللاهوائي ، والذي يحدث عندما يكون هناك نقص في الأكسجين في الكائن الحي. هذا يمنع العضلات من الحصول على الطاقة من التنفس الخلوي.

في المقام الأول ، يختلف تخمير حمض اللاكتيك عن تخمير الكحول الإيثيلي في حمض اللاكتيك ، بدلاً من الإيثانول ، هو المنتج الثانوي الناتج. عند تعرضها للأكسجين ، تتحلل جزيئات حمض اللاكتيك إلى ثاني أكسيد الكربون والماء. عند استخدامه في إنتاج الغذاء ، يعمل حمض اللاكتيك على تكسير السكريات ، ومنع الطعام من التلف.

يمكن أن يحدث تخمير الكحول في البيئات التي تحتوي على الأكسجين أو بدونه ، مع نتائج مختلفة.

ألم العضلات الذي يحدث بعد التمرين ناتج عن تراكم حمض اللاكتيك. مع النشاط المنتظم ، يمكن للرئتين مواكبة متطلبات الجسم من الأكسجين ، ولكن أثناء التمرين ، يتطلب الأمر المزيد من الطاقة. يؤدي هذا إلى نقص الإمداد بالأكسجين ، لذلك يبدأ التنفس اللاهوائي. هذا ليس بنفس كفاءة التنفس الهوائي، وتؤدي العملية إلى إنتاج حمض اللاكتيك.

على الرغم من اعتبار حمض اللاكتيك نفايات في كثير من الأحيان ، إلا أنه يتم إعادة تدويره عبر الكبد حيث يتم تحويله مرة أخرى إلى الجلوكوز. في بعض الحالات ، يمكن أن يسبب تراكم حمض اللاكتيك الغثيان وصعوبة التنفس والضعف. عندما لا يكون لدى الجسم وقت للتعافي ، قد تتراكم بلورات حمض اليوريك على المفاصل ، مما يسبب الألم المعروف باسم النقرس.