किण्वन में बफर क्यों हैं?

प्रागितिहास के बाद से मनुष्य ने शराब, बीयर और अन्य मादक पेय पदार्थों में - एक मनोरंजक दवा के रूप में इथेनॉल का उपयोग किया है। हाल ही में, इथेनॉल वैकल्पिक ईंधन के रूप में भी महत्वपूर्ण हो गया है। चाहे मानव उपभोग के लिए या कारों में दहन के लिए, इथेनॉल का उत्पादन खमीर, रोगाणुओं का उपयोग करके किया जाता है जो शर्करा को किण्वित करते हैं और इथेनॉल को अपशिष्ट उत्पाद के रूप में छोड़ते हैं। पीएच को स्थिर करने में मदद के लिए इस प्रक्रिया के दौरान बफर जोड़े जाते हैं।

किण्वन से अच्छी उपज प्राप्त करने के लिए स्थिर पीएच या हाइड्रोजन आयन एकाग्रता बनाए रखना महत्वपूर्ण है। ऐसा इसलिए है क्योंकि शर्करा को किण्वित करने वाला खमीर जीवित जीव हैं, और उनकी जैव रसायन केवल आपकी तरह एक निश्चित पीएच सीमा के भीतर ही अच्छी तरह से काम करती है। उदाहरण के लिए, यदि आपको सल्फ्यूरिक एसिड के स्नान में डुबोया जाता है, तो यह या तो आपको मार देगा या आपको बुरी तरह से घायल कर देगा। खमीर के लिए भी यही सच है: यदि पीएच इतना अधिक या निम्न है कि यह उनकी सहनशीलता सीमा से बाहर हो जाता है, तो यह उनके विकास को रोक सकता है या उन्हें मार भी सकता है।

खमीर में किण्वन प्रक्रिया किण्वन प्रक्रिया के लिए कुछ समानताएं रखती है जो आपकी मांसपेशियों की कोशिकाओं में होती है जब वे ऑक्सीजन पर कम होती हैं - जब आप दौड़ रहे होते हैं, उदाहरण के लिए। आपकी कोशिकाएं किण्वन से कार्बन डाइऑक्साइड और लैक्टिक एसिड छोड़ती हैं; खमीर, इसके विपरीत, कार्बन डाइऑक्साइड और इथेनॉल छोड़ते हैं। यही कारण है कि कार्बन डाइऑक्साइड, वास्तव में, आप रोटी को बढ़ाने के लिए खमीर का उपयोग करते हैं; फंसी हुई गैस आटे में फैलने वाले बुलबुले बनाती है।

किण्वन वैट में, किण्वन गतिविधि के कारण घोल में CO2 की सांद्रता सामान्य से अधिक होती है। इस अतिरिक्त CO2 का अधिकांश भाग बंद हो जाता है। हालाँकि, यह घोल को अम्लीकृत भी करता है, क्योंकि घुलित CO2 पानी के साथ मिलकर कार्बोनिक एसिड बनाता है। यदि घोल बहुत अधिक अम्लीय हो जाता है, तो यह खमीर के विकास को रोक सकता है। यीस्ट 4 - 6 रेंज में एक पीएच पसंद करते हैं, इसलिए किण्वन पर निर्भर बेकर्स, ब्रेवर और अन्य उद्योग पीएच को एक इष्टतम सीमा के भीतर रखने के लिए बफर का उपयोग करते हैं।

जैसे-जैसे पीएच बढ़ता है, दर जिस पर बफर यौगिक हाइड्रोजन आयनों (प्रोटॉन) को खो देता है, और हालांकि अधिक बफर कंपाउंड ने अपने प्रोटॉन खो दिए हैं, समाधान का पीएच केवल बदलता है थोड़ा। जब पीएच गिरता है, तो विपरीत प्रक्रिया होती है; बफर अणुओं के एक बड़े अंश ने प्रोटॉन को स्वीकार कर लिया है, और फिर बफर पीएच में परिवर्तन को नियंत्रित करता है। मूल रूप से, बफर कंपाउंड अतिरिक्त अम्लता या क्षारीयता को "सोखने" में मदद करता है। एक बार अधिकांश बफर कंपाउंड को निष्प्रभावी कर दिया गया है या "इस्तेमाल किया गया है" तो पीएच केवल महत्वपूर्ण रूप से बदलना शुरू कर देगा।