معلومة

ماذا يحدث أثناء عملية تخمير الإنزيم البيئي؟

ماذا يحدث أثناء عملية تخمير الإنزيم البيئي؟



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

مقدمة حول الإنزيم البيئي الذي حاولت صنعه في المنزل ، بغض النظر عن ما أستخدمه ، قشور الليمون أو الأناناس مع السكر البني أو الأبيض ، تظهر جميع المنتجات النهائية اللون البني المماثل.
يبدو لي أنه بغض النظر عن نوع قشر الفاكهة أو السكر المستخدم كمادة ، سيؤدي جميعها إلى لون بني مشابه.

لذلك أشعر بالفضول حيال: لماذا يختلف لون المنتج النهائي عن الخضار أو الفاكهة المخمرة محلية الصنع؟ هل الميكروبات المشاركة في التخمير لها بعض الاختلاف بين الاثنين؟ هل هذا بسبب الاختلاف بين الإنزيمات التي تنتجها البكتيريا؟

لقد حاولت العثور على المورد المناسب والمتاح عن الكائنات الحية الدقيقة التي قد تشارك في عملية تخمير الفواكه والخضروات ، لكنني ما زلت غير متأكد من أي منها سيشارك في أي خطوة من خطوات الإنزيم البيئي. (في ملاحظتي ، بدأت بعض البقع البيضاء الصغيرة والبقع الكبيرة تطفو على سطح السائل بعد أسبوع ، قبل فتح الحاوية لإطلاق الغاز وجعله هوائيًا).

ماذا يمكن أن يكون دور قشور الفاكهة بصرف النظر عن كونها مصدرًا للميكروبات ، إذا كانت ستنتج أيضًا إنزيمات للتأثير على التفاعل الكيميائي؟

هل الإنزيم البيئي حقًا إنزيم؟


الوصفة تستخدم الخميرة لتحويل السكر إلى كحول (إيثانول). كل تأثير التنظيف المقترح ناتج عن الكحول المخفف (وكذلك بعض الخل). يوفر قشر الحمضيات بعض الزيوت العطرية. قد تكون هناك مستويات منخفضة من بعض الإنزيمات القوية بشكل خاص المنبعثة من الفاكهة المتعفنة والميكروبات المحتضرة ، ولكن من الصعب تخيل أن أيًا من هذه البروتينات لها أي تأثير على إزالة الأوساخ من الملابس أو الأطباق أو الأسطح. المحلول أيضًا حمضي من التخمير وغاز ثاني أكسيد الكربون المذاب - تمامًا كما لو كنت تستخدم لب العنب وجلودك ، فستصنع نبيذًا بدائيًا بهذه الوصفة ، ثم يتحول هذا النبيذ إلى خل (حمض الأسيتيك ، HOAc). يمنحك خلط بعض الخل والكحول نفس المنظف.

يجب أن يكون تركيز الإنزيم مشابهًا لكمية الإنزيمات النشطة الموجودة في البيرة أو النبيذ محلي الصنع - هل ستستخدم أيًا من تلك الأنزيمات للتنظيف؟


إنزيم ايكو أو إنزيم القمامة عبارة عن سائل متعدد الأغراض يتم إنتاجه من تخمر النفايات العضوية. تشمل بعض وظائف هذا المنتج سائل المسح ، ومنظف المطبخ ، ومنظف الفواكه والخضروات ، وطارد الحشرات ، والأسمدة النباتية. ترجع خاصية المطهر داخل الإنزيم البيئي إلى محتوى الكحول و / أو حمض الأسيتيك في هذا السائل. يتم إنتاج الكحول (الإيثانول) و / أو حمض الأسيتيك عن طريق عملية التمثيل الغذائي للبكتيريا الموجودة بشكل طبيعي على بقايا الفاكهة أو الخضروات. يخضع التنفس اللاهوائي ، أو المعروف أيضًا باسم التخمير ، للبكتيريا للحصول على الطاقة من الكربوهيدرات في حالة اللاهوائية (بدون أكسجين) ومع الكحول أو حمض الأسيتيك (اعتمادًا على نوع الكائن الدقيق) كمنتج ثانوي. تنتج الخميرة وبعض أنواع البكتيريا الكحول من خلال التخمير ، بينما تنتج معظم البكتيريا حمض الأسيتيك. عملية التخمير هذه هي نتيجة للأنشطة الإنزيمية للكائنات الحية الدقيقة. في صنع الإنزيم البيئي ، يتم إنتاج إما الكحول أو حمض الأسيتيك أو كليهما ، اعتمادًا على نوع الكائنات الحية الدقيقة الموجودة في الفاكهة أو الخردة النباتية. كلا المادتين لهما خاصية مطهرة.

يعد تحويل النفايات العضوية إلى إنزيم بيئي أمرًا مهمًا لتقليل كمية النفايات العضوية التي تتراكم في مدافن النفايات. وجدت دراسة أجرتها شركة Sustainable Waste Indonesia أن ما يصل إلى 60٪ من إجمالي النفايات المنتجة في إندونيسيا عبارة عن نفايات عضوية (CNN Indonesia ، 2018). لسوء الحظ ، تتم معالجة 7.5٪ فقط من إجمالي النفايات المنتجة (العضوية وغير العضوية). يتم تكديس باقي النفايات وحرقها وتجاهلها ويتم نقل ما يصل إلى 69٪ إلى مكبات النفايات (KLHK ، 2017). هذا يمثل مشكلة لأن سعة مكبات النفايات محدودة. على سبيل المثال ، من المتوقع أن TPA (مكب النفايات) Bantar Gebang لم يعد بإمكانه العمل بحلول عام 2021 بسبب الطاقة الزائدة (Dinas LH DKI).

تنتج النفايات العضوية المتراكمة في مكب النفايات غازات ضارة بالبيئة وصحة الأشخاص الذين يعيشون حول مكب النفايات. في مدافن النفايات ، تمر النفايات العضوية بعملية التحلل اللاهوائي التي تنتج غاز الميثان ، وهو أحد غازات الدفيئة التي لديها القدرة على حبس الحرارة 30 مرة أكثر فعالية من ثاني أكسيد الكربون. غالبًا ما تحدث هذه العملية اللاهوائية الضارة للنفايات العضوية التي يتم الاحتفاظ بها بعيدًا عن الأكسجين بين النفايات غير العضوية (مثل نفايات الطعام الملفوفة داخل البلاستيك). علاوة على ذلك ، قد يهدد الميثان أيضًا صحة الأشخاص الذين يعيشون حول مكب النفايات عن طريق استبدال محتوى الأكسجين في الهواء. يجب التعامل مع القضايا البيئية والصحية التي تنشأ بسبب النفايات العضوية في مدافن النفايات عن طريق تقليل كمية النفايات العضوية المنتجة ، وكذلك عن طريق معالجة النفايات العضوية المنتجة ، مثل إنتاج الإنزيم البيئي.


محتويات

يعني حدوث التخمير الطبيعي أنه ربما تم ملاحظته لأول مرة منذ فترة طويلة من قبل البشر. [3] كانت الاستخدامات المبكرة لكلمة "التخمير" فيما يتعلق بصناعة النبيذ هي الإشارة إلى "الغليان" الظاهر ضمن الضرورة التي جاءت من التفاعل اللاهوائي للخميرة مع السكريات الموجودة في عصير العنب وإطلاق ثاني أكسيد الكربون . اللاتينية متوترة يعني حرفيا ، حتى الغليان. في منتصف القرن التاسع عشر ، لاحظ لويس باستير العلاقة بين الخميرة وعملية التخمير التي تعمل فيها الخميرة كمحفز ووسيط من خلال سلسلة من التفاعلات التي تحول السكر إلى كحول. ساهم اكتشاف مسار Embden-Meyerhof-Parnas بواسطة Gustav Embden و Otto Fritz Meyerhof و Jakub Karol Parnas في أوائل القرن العشرين في فهم العمليات الكيميائية المعقدة التي ينطوي عليها تحويل السكر إلى كحول. [4] في أوائل عام 2010 ، اخترعت شركة GOfermentor لتقنية النبيذ ومقرها نيو جيرسي جهازًا آليًا لصناعة النبيذ يتخمر في بطانات تستخدم مرة واحدة على غرار المفاعل الحيوي الذي يستخدم مرة واحدة. [5] [6]

في صناعة النبيذ ، هناك فروق بين الخميرة المحيطةالتي توجد بشكل طبيعي في أقبية النبيذ وكروم العنب والعنب نفسه (يُعرف أحيانًا باسم "أزهار" العنب أو "أحمر الخدود") و خميرة مثقف التي يتم عزلها وتلقيحها خصيصًا لاستخدامها في صناعة النبيذ. تشمل الأنواع الأكثر شيوعًا من الخمائر البرية الموجودة في صناعة النبيذ المبيضات ، Klöckera / Hanseniaspora ، Metschnikowiaceae ، بيتشيا و زيجوساكارومايسيس. يمكن أن تنتج الخمائر البرية نبيذًا عالي الجودة وذو نكهة فريدة ، ومع ذلك ، غالبًا ما لا يمكن التنبؤ بها وقد تقدم سمات غير مرغوبة للنبيذ ، ويمكن أن تساهم في التلف. القليل من الخميرة ، ومستعمرات بكتيريا اللاكتيك وحمض الخليك تعيش بشكل طبيعي على سطح العنب ، [7] ولكن صانعي النبيذ التقليديين ، وخاصة في أوروبا ، يؤيدون استخدام الخميرة المحيطة كسمة مميزة للمنطقة. terroir ومع ذلك ، يفضل العديد من صانعي النبيذ التحكم في التخمير باستخدام الخميرة المستزرعة التي يمكن التنبؤ بها. تنتمي الخمائر المستزرعة الأكثر شيوعًا في صناعة النبيذ إلى خميرة الخميرة (المعروفة أيضًا باسم "خميرة السكر"). يوجد ضمن هذا النوع عدة مئات من سلالات الخميرة المختلفة التي يمكن استخدامها أثناء التخمير للتأثير على حرارة أو قوة العملية وتعزيز أو قمع خصائص نكهة معينة للصنف. يعد استخدام سلالات مختلفة من الخميرة مساهماً رئيسياً في تنوع النبيذ ، حتى بين نفس صنف العنب. [8] بديل ، غير-خميرة الخميرة، يتم استخدام الخمائر بشكل أكثر انتشارًا في الصناعة لإضافة المزيد من التعقيد إلى النبيذ. بعد تشغيل مصنع النبيذ لعدد من السنوات ، تشارك سلالات قليلة من الخميرة بنشاط في عملية التخمير. يقلل استخدام الخميرة الجافة النشطة من تنوع السلالات التي تظهر في التخمر التلقائي عن طريق التغلب على تلك السلالات الموجودة بشكل طبيعي. [9]

عادةً ما تحدث إضافة الخميرة المستزرعة مع الخميرة أولاً في حالة جافة أو "غير نشطة" ويتم إعادة تنشيطها في الماء الدافئ أو عصير العنب المخفف قبل إضافتها إلى المستحضر. لكي تزدهر وتنشط في عملية التخمير ، تحتاج الخميرة إلى الحصول على إمدادات مستمرة من الكربون والنيتروجين والكبريت والفوسفور وكذلك الوصول إلى الفيتامينات والمعادن المختلفة. يجب أن تكون هذه المكونات موجودة بشكل طبيعي في العنب ولكن يمكن تصحيح مقدارها عن طريق إضافة العناصر الغذائية إلى النبيذ ، من أجل تعزيز بيئة أكثر تشجيعًا للخميرة. توفر العناصر الغذائية المصممة حديثًا والتي يتم إطلاقها بمرور الوقت ، والمصنعة خصيصًا لتخمير النبيذ ، أفضل الظروف للخميرة. هناك حاجة للأكسجين أيضًا ، ولكن في صناعة النبيذ ، تتطلب مخاطر الأكسدة ونقص إنتاج الكحول من الخميرة المؤكسجة التعرض للأكسجين كحد أدنى. [10]

عند إدخال الخميرة النشطة في العنب ، يتم ربط الفوسفات بالسكر وتبدأ جزيئات السكر المكونة من ستة كربون في الانقسام إلى قطع ثلاثية الكربون وتنتقل عبر سلسلة من تفاعلات إعادة الترتيب. خلال هذه العملية ، يتم إطلاق ذرة الكربون الكربوكسيلية في شكل ثاني أكسيد الكربون مع تحول المكونات المتبقية إلى أسيتالديهيد. يسمح غياب الأكسجين في هذه العملية اللاهوائية بتحويل الأسيتالديهيد في النهاية ، عن طريق الاختزال ، إلى إيثانول. أثناء تحويل الأسيتالديهيد ، يتم تحويل كمية صغيرة ، عن طريق الأكسدة ، إلى حمض الأسيتيك الذي يمكن أن يساهم في حدوث خطأ النبيذ المعروف باسم الحموضة المتطايرة (تلوث الخل). بعد استنفاد الخميرة لدورة حياتها ، تسقط في قاع خزان التخمير باسم الرواسب المعروفة باسم الليس. [11] تتوقف الخميرة عن نشاطها عندما يتوجب تحويل كل السكر الموجود فيها إلى مواد كيميائية أخرى أو عندما يصل محتوى الكحول إلى 15٪ كحول لكل وحدة حجم تركيز قوي بما يكفي لوقف النشاط الأنزيمي لجميع سلالات الخميرة تقريبًا. [12]

المركبات الأخرى المشاركة تحرير

إن عملية التمثيل الغذائي للأحماض الأمينية وتحلل السكريات بواسطة الخمائر لها تأثير في تكوين مركبات كيميائية حيوية أخرى يمكن أن تساهم في نكهة ورائحة النبيذ. يمكن اعتبار هذه المركبات "متطايرة" مثل الألدهيدات ، وخلات الإيثيل ، والإستر ، والأحماض الدهنية ، وزيوت fusel ، وكبريتيد الهيدروجين ، والكيتونات والميركابتان أو "غير المتطايرة" مثل الجلسرين وحمض الخليك وحمض السكسينيك. الخميرة لها أيضًا تأثير أثناء التخمير لإطلاق جليكوسيد هيدرولاز الذي يمكن أن يحلل سلائف النكهة للأليفاتية (مكون نكهة يتفاعل مع البلوط) ، ومشتقات البنزين ، ومونوتربين (المسؤول عن الروائح الزهرية من العنب مثل مسقط وترامين) ، نوريزوبرينويدات (المسؤولة عن بعض من التوابل في شاردونيه) ، والفينولات.

يمكن لبعض سلالات الخمائر أن تولد ثيولًا متطايرًا يساهم في روائح الفواكه في العديد من أنواع النبيذ مثل رائحة عنب الثعلب التي ترتبط عادةً مع Sauvignon blanc.
بريتانوميسيس الخمائر هي المسؤولة عن "رائحة الفناء" التي تتميز بها بعض أنواع النبيذ الأحمر مثل بورجوندي وبينوت نوير. [13]

الميثانول ليس من المكونات الرئيسية للنبيذ. يتراوح نطاق التركيز المعتاد بين 0.1 جم / لتر و 0.2 جم / لتر. هذه الآثار الصغيرة ليس لها تأثير سلبي على الناس وليس لها تأثير مباشر على الحواس. [14]

أثناء التخمير ، هناك العديد من العوامل التي يأخذها صانعو النبيذ في الاعتبار ، وأكثرها تأثيرًا على إنتاج الإيثانول هو محتوى السكر المطلوب ، وسلالة الخميرة المستخدمة ، ودرجة حرارة التخمير. [15] تخلق العملية البيوكيميائية للتخمير نفسها الكثير من الحرارة المتبقية والتي يمكن أن تخرج الضرورة من نطاق درجة الحرارة المثالي للنبيذ. عادة ، يتم تخمير النبيذ الأبيض بين 18-20 درجة مئوية (64-68 درجة فهرنهايت) على الرغم من أن صانع النبيذ قد يختار استخدام درجة حرارة أعلى لإخراج بعض تعقيد النبيذ. عادة ما يتم تخمير النبيذ الأحمر في درجات حرارة أعلى 20-30 درجة مئوية (68-86 درجة فهرنهايت). قد يكون للتخمير في درجات حرارة أعلى تأثير سلبي على النبيذ في إذهال الخميرة إلى الخمول وحتى "غليان" بعض نكهات النبيذ. قد يقوم بعض صانعي النبيذ بتخمير نبيذهم الأحمر في درجات حرارة منخفضة ، وهو الأمر الأكثر شيوعًا في النبيذ الأبيض ، من أجل إخراج المزيد من نكهات الفاكهة. [11]

للتحكم في الحرارة المتولدة أثناء التخمير ، يجب على صانع النبيذ اختيار حجم وعاء مناسب أو استخدام جهاز تبريد. تتوفر أنواع مختلفة من أجهزة التبريد ، بدءًا من ممارسة بوردو القديمة المتمثلة في وضع وعاء التخمير فوق كتل الجليد إلى خزانات التخمير المتطورة التي تحتوي على حلقات تبريد مدمجة. [16]

عامل الخطر الذي ينطوي عليه التخمير هو تطوير المخلفات الكيميائية والفساد الذي يمكن تصحيحه بإضافة ثاني أكسيد الكبريت (SO2) ، على الرغم من زيادة SO2 يمكن أن يؤدي إلى خطأ النبيذ. قد يتوقف صانع النبيذ الذي يرغب في صنع نبيذ بمستويات عالية من السكر المتبقي (مثل نبيذ الحلوى) عن التخمير مبكرًا إما عن طريق خفض درجة الحرارة اللازمة لصعق الخميرة أو عن طريق إضافة مستوى عالٍ من الكحول (مثل البراندي) إلى يجب أن تقتل الخميرة وتخلق نبيذًا محصنًا. [11]

يعمل الإيثانول المنتج من خلال التخمير كمذيب مشترك مهم للمركب غير القطبي الذي لا يستطيع الماء إذابته ، مثل أصباغ قشور العنب ، مما يعطي أنواع النبيذ لونها المميز ، وعطريات أخرى. يعمل الإيثانول وحموضة النبيذ كمثبط لنمو البكتيريا ، مما يسمح بالاحتفاظ بالنبيذ بأمان لسنوات في غياب الهواء. [17]

في صناعة النبيذ ، هناك عمليات مختلفة تندرج تحت عنوان "التخمير" ولكنها قد لا تتبع نفس الإجراء المرتبط عادةً بتخمير النبيذ.

تحرير تخمير الزجاجة

تخمير الزجاجة هو طريقة لإنتاج النبيذ الفوار ، نشأت في منطقة الشمبانيا حيث بعد أن يمر cuvee بتخمير الخميرة الأولي ، يتم بعد ذلك تعبئة النبيذ في زجاجات ويمر عبر تخمير ثانوي حيث يُعرف السكر والخميرة الإضافية باسم ليكيور دي تيراج يضاف إلى النبيذ. هذا التخمير الثانوي هو ما يخلق فقاعات ثاني أكسيد الكربون التي يشتهر بها النبيذ الفوار. [18]

تحرير النقع الكربوني

تُعرف عملية النقع الكربوني أيضًا باسم تخمير العنب الكامل حيث بدلاً من إضافة الخميرة ، يتم تشجيع تخمير العنب داخل توت العنب الفردي. هذه الطريقة شائعة في إنشاء نبيذ بوجوليه وتتضمن مجموعات كاملة من العنب يتم تخزينها في حاوية مغلقة مع استبدال الأكسجين الموجود في الحاوية بثاني أكسيد الكربون. [19] على عكس التخمير العادي حيث تقوم الخميرة بتحويل السكر إلى كحول ، يعمل النقع الكربوني عن طريق الإنزيمات الموجودة في العنب لتفكيك المادة الخلوية لتشكيل الإيثانول وخصائص كيميائية أخرى. عادة ما تكون الخمور الناتجة ناعمة وفاكهية. [20]

تحرير التخمير Malolactic

بدلاً من الخميرة ، تلعب البكتيريا دورًا أساسيًا في التخمير مالولاكتيك والذي يتمثل أساسًا في تحويل حمض الماليك إلى حمض اللاكتيك. هذا له فائدة في تقليل بعض الحموضة وجعل مذاق النبيذ الناتج أكثر ليونة. اعتمادًا على أسلوب النبيذ الذي يحاول صانع النبيذ إنتاجه ، قد يحدث التخمير النسيجي في نفس وقت تخمير الخميرة. [21] بدلاً من ذلك ، يمكن تطوير بعض سلالات الخميرة التي يمكنها تحويل L-malate إلى L-lactate أثناء تخمير الكحول. [22] على سبيل المثال ، خميرة الخميرة سلالة ML01 (سلالة S. cerevisiae ML01) ، والذي يحمل الجين المشفر من إنزيم malolactic Oenococcus oeni وجين ترميز تصريف مالات من شيزوساكارومايس بومب. سلالة S. cerevisiae حصلت ML01 على الموافقة التنظيمية في كل من كندا والولايات المتحدة. [23]


تحتاج الخلايا أحيانًا إلى الحصول على الطاقة من السكر ، ولكن لا يوجد أكسجين لإكمال التنفس الخلوي. في هذه الحالة ، يمكن أن يكون التنفس الخلوي اللاهوائية، يحدث في غياب الأكسجين. في هذه العملية ، ودعا التخمير، فقط الخطوة الأولى من التنفس ، تحلل السكر، يحدث ، إنتاج اثنين من ATP ولا يتم إنتاج ATP إضافي. لذلك ، فإن الكائن الحي يحصل فقط على جزيئي ATP لكل جزيء جلوكوز من تحلل السكر. بالمقارنة مع 36-38 ATP المنتجة تحت الهوائية شروط، التنفس اللاهوائي ليست عملية فعالة للغاية. يسمح التخمير للخطوة الأولى من التنفس الخلوي بالاستمرار وإنتاج بعض ATP ، حتى بدون الأكسجين.

الخميرة (الكائنات حقيقية النواة وحيدة الخلية) تؤدي دورها التخمير الكحولي في حالة عدم وجود الأكسجين. منتجات التخمر الكحولي هي الكحول الإيثيلي (شرب الكحول) وغاز ثاني أكسيد الكربون. تستخدم هذه العملية لصنع أطعمة ومشروبات شائعة. على سبيل المثال ، يستخدم التخمير الكحولي لخبز الخبز. تسمح فقاعات ثاني أكسيد الكربون للخبز بالارتفاع ويصبح رقيقًا. في غضون ذلك ، يتبخر الكحول. في صناعة النبيذ ، يتم تخمير سكريات العنب لإنتاج النبيذ. السكريات هي المواد الأولية لتحلل السكر.

تقوم الحيوانات وبعض البكتيريا والفطريات تخمير حمض اللاكتيك. حمض اللاكتيك هو منتج نفايات لهذه العملية. تقوم عضلاتنا بتخمر حمض اللاكتيك أثناء التمرينات الشاقة ، حيث لا يمكن توصيل الأكسجين إلى العضلات بالسرعة الكافية. يُعتقد أن تراكم حمض اللاكتيك يجعل عضلاتك تؤلمك بعد التمرين. تستخدم البكتيريا التي تنتج حمض اللاكتيك في صناعة الجبن والزبادي. يتسبب حمض اللاكتيك في زيادة كثافة البروتينات الموجودة في الحليب. يسبب حمض اللاكتيك أيضًا تسوس الأسنان ، لأن البكتيريا تستخدم السكريات الموجودة في فمك للحصول على الطاقة.

في الصورة أدناه بعض منتجات التخمير (الشكل أدناه).

الشكل ( فهرس الصفحة <1> ): منتجات التخمير تشمل الجبن (تخمير حمض اللاكتيك) والنبيذ (التخمير الكحولي).


الانهيار اللاهوائي للجزيئات

في العشرينات من القرن الماضي ، تم اكتشاف أنه في حالة عدم وجود الهواء ، فإن مستخلصات العضلات تحفز تكوين اللاكتات من الجلوكوز وأن نفس المركبات الوسيطة التي تتشكل في تخمير الحبوب تنتجها العضلات. وهكذا ظهر تعميم مهم: أن تفاعلات التخمير ليست غريبة على عمل الخميرة ولكنها تحدث أيضًا في العديد من الحالات الأخرى لاستخدام الجلوكوز.

تم تعريف تحلل السكر في الأصل حوالي عام 1930 على أنه عملية التمثيل الغذائي للسكر وتحويله إلى اللاكتات. يمكن تعريفه أيضًا على أنه شكل التخمير ، الذي يميز الخلايا بشكل عام ، حيث يتم تقسيم جلوكوز السكر المكون من ستة كربون إلى جزيئين من الحمض العضوي ثلاثي الكربون ، حمض البيروفيك (الشكل غير المؤين من البيروفات) ، إلى جانب مع نقل الطاقة الكيميائية لتخليق ثلاثي فوسفات الأدينوزين (ATP). يمكن بعد ذلك أكسدة البيروفات ، في وجود الأكسجين ، من خلال دورة حمض الكربوكسيليك ، أو في حالة عدم وجود الأكسجين ، يتم اختزاله إلى حمض اللاكتيك ، أو الكحول ، أو منتجات أخرى. غالبًا ما يُطلق على التسلسل من الجلوكوز إلى البيروفات مسار Embden-Meyerhof ، والذي سمي على اسم عالمين كيميائيين ألمانيين في أواخر عشرينيات وثلاثينيات القرن الماضي افترضوا وحللوا بشكل تجريبي الخطوات الحاسمة في سلسلة التفاعلات تلك.

المصطلح التخمير الآن يشير إلى المسار المحفز بالإنزيم والمولِّد للطاقة في الخلايا الذي يتضمن الانهيار اللاهوائي للجزيئات مثل الجلوكوز. تحدث الإنزيمات في معظم الخلايا في الجزء القابل للذوبان من السيتوبلازم. وبالتالي ، فإن التفاعلات المؤدية إلى تكوين ATP والبيروفات شائعة في تحول السكر في العضلات والخمائر وبعض البكتيريا والنباتات.


قد يعجبك ايضا

لماذا يختلف معدل تحويل المواد الخام لإنتاج عملية التخمير خلال المراحل الأولى والمتوسطة والأخيرة من العملية؟ anon205982 14 أغسطس 2011

أريد فقط أن أعرف لماذا لا يتم استخدام السكروز أو المالتوز أو الدكستروز في تخمير الكحول؟ من فضلك أجب! anon199515 23 يوليو 2011

ما هي الشركات في التخمير؟ أنا أعمل في الهند في التخمير. من فضلك أعلمني أي الشركات في الهند وفي العالم تعمل في التخمير. anon161363 19 مارس 2011

من ماذا يصنع المخمر؟ لا أمانع في التفاصيل ، من فضلك. anon155899 25 فبراير 2011

أنا أقوم بالبحث. أود فقط أن أسأل ما هي البدائل الأخرى التي يمكنني استخدامها لتسريع عملية التخمير باستثناء دبس السكر؟

أتساءل لماذا يحدث التخمير. anon141691 11 يناير 2011

هذا نص مفيد للغاية وقد ساعدني كثيرًا. سيقبل أستاذي التعليمي هذه الإجابة بالتأكيد. التحيات: Kausalyah anon138790 2 يناير 2011

شكرا جزيلا لك. لقد ساعدتني هذه المعلومات حقًا في مشروعي العلمي وبفضل لك على الأرجح سأحصل على المركز الأول في معرض العلوم. anon129475 23 نوفمبر 2010

ما الكائن الحي الذي يمكنه تنفيذ عملية التخمير؟ anon124545 6 نوفمبر 2010

ما هي المكونات الأخرى غير الخميرة أو السكر التي يمكن إضافتها إلى المخمر؟ anon109173 6 سبتمبر 2010

هل التخمر يحدث فقط في الميكروبات؟ anon102647 9 أغسطس 2010

أريد أن أسأل ما الذي يجب فعله وما لا يجب فعله في التخمير ، وما هو المثال الرئيسي للتخمير؟

الرجاء مساعدتي لأن هذا هو تقريري في الكيمياء. anon78696 19 أبريل 2010

ما نوع التجربة العلمية أو التحقيق الذي يمكننا القيام به فيما يتعلق بالتخمير؟ anon73054 25 مارس 2010

كيف ترتبط الهوائية واللاهوائية بالتخمير؟ anon71074 17 مارس 2010

أي منتج يتخمر بشكل أسرع في الخميرة؟

الماء أو النشا أو السكروز أو الجلوكوز. anon64090 5 فبراير 2010

ماذا أفعل لتسريع التخمير؟ randolfh 8 يناير 2010

هل يمكنني صنع النبيذ من قصب السكر؟ إذا كان الأمر كذلك ، كيف يمكنني تحضيره؟ anon54755 2 ديسمبر 2009

التخمير هو عملية تكسير المواد العضوية وإعادة تجميعها إلى مواد أخرى. anon52127 11 نوفمبر 2009

كيف اصنع الاسيتون من التخمر ؟؟ اي فكرة؟ شكرا. الرجاء الرد في اسرع وقت ممكن. anon51151 3 نوفمبر 2009

حقيقة رائعة: اعتاد الصينيون على استخدام فول الصويا المخمر لعلاج التهابات الجلد (2000 قبل الميلاد) anon51013 2 نوفمبر 2009

أقوم بمشروع علمي وكان علي أن أشرح ما هو التخمير وماذا يفعل. anon44284 6 سبتمبر 2009

أنا أصنع سمادًا عضويًا باستخدام دبس السكر من بين أشياء أخرى. كيف يمكنني تسريع عملية التخمير بحيث لا يتبقى "حثالة" في الجزء العلوي من الدلو؟ anon37240 17 يوليو 2009

لا أعرف من أين حصلت على هذا المصدر ولكن إذا توقفت الإنزيمات عن العمل عند 14٪ فكيف يصل ارتفاع بعض أنواع النبيذ إلى 18٪ على سبيل المثال. نبيذ حلوى ، غير محصن ، تصل إلى 18٪ من خلال التخمير فقط. سأخبرك بحقيقة مشروعة عن التخمير ، إنه رد فعل طارد للحرارة. بمعنى أن الحرارة تعطى كمنتج ثانوي من تحويل السكر إلى كحول / ثاني أكسيد الكربون anon35692 7 يوليو 2009

أنا طالب في السنة الثانية في مجال التكنولوجيا الحيوية ، والآن أريد أن أقوم بمشروعي حول التخمير. لذا ساعدني في القيام بمشاريعي. وما هي الأشياء التي يجب أن أفعلها لإنهاء مشروعي بنجاح؟ من فضلك أجبني يا سيدي! anon26475 14 فبراير 2009

فما هي نظرية كيفية صنع الزبادي باستخدام البكتيريا؟

ما هي المعلمات الفيزيائية المختلفة التي يجب التحكم فيها في عملية التخمير (المتعلقة بـ هندسة الأجهزة) للأتمتة باستخدام plc. anon21548 17 نوفمبر 2008

في حين أن الخمائر الأكثر استخدامًا لنبيذ المائدة تتوقف بالفعل (أو تبطئ بشكل لا يصدق) عندما تصل مستويات الكحول إلى ما دون سن المراهقة ، يمكن إقناع بعض النبيذ وحتى الخميرة في التخمر إلى أكثر من 20٪. يمكن شراء عدد من الخمور غير المدعمة تجارياً في هذا النطاق. بالنسبة للبيرة ، يأتي أحد الأمثلة التجارية الوحيدة من Sam Adams ، ويسمى Utopias. anon19997 23 أكتوبر 2008

أريد فقط أن أقول إن مقياس كثافة السوائل هو طريقة جيدة لقياس محتوى الكحول في السوائل. أيضا ، أود فقط أن أقول شكرا على هذه المعلومات. على الرغم من أنني أبلغ من العمر 13 عامًا فقط ، فأنا أعرف الكثير. لقد حصلت على شيء جيد حقًا يا رفاق. لديك الكثير من المعلومات.

يتضمن التخمير متقبل الإلكترون الداخلي لتحطيم المركبات العضوية. سومرست 16 فبراير 2008

هناك حقيقة مثيرة للاهتمام حول تخمير النبيذ وهي أن الإنزيمات التي تكسر السكريات إلى نبيذ تصبح معطلة عندما يصل مستوى الكحول إلى حوالي 14٪. هذا هو السبب في أن النبيذ أو أي منتج كحول تم إنشاؤه عن طريق التخمير يحتوي على أقل من 14٪ كحول.

معظم النبيذ المألوف يصنع من العنب ، لكن "الساكي" على سبيل المثال يصنع من الأرز ، و "ميد" يصنع من العسل. يتم تصنيع المنتجات الأخرى عن طريق التخمير أيضًا ، مثل المخللات ومخلل الملفوف والزيتون.


تعليقات

دجاج في 28 أبريل 2015:

تبدو مثل mufudgin ughhhhhhhhhhhhh

توماس في 14 نوفمبر 2014:

إنها مفيدة ومساعدة كاملة.

كيران في 18 يونيو 2014:

كيران في 18 يونيو 2014:

جوناثون جريس في 20 ديسمبر 2013:

ديفيد لويد في 18 ديسمبر 2013:

بريانا في 21 أكتوبر 2013:

نيكي في 24 سبتمبر 2013:

محاولة Huffy في 17 سبتمبر 2013:

مضحك جدا في 04 يونيو 2013:

أهلا في 04 يونيو 2013:

بريدجيت في 16 مايو 2013:

هل يمكنك من فضلك سرد القيم الدقيقة لتنفيذ عملية التخمير وأنا أحاول محاكاة تجربتك على وجه التحديد ، كم تم استخدام الماء والسكر. هل استخدمت الجلوكوز للتو؟

زين في 15 ديسمبر 2012:

أخيرًا أعلم كيف أقوم بتقريري.

واو. في 23 أكتوبر 2012:

دكتور دي شوينيتز هو أستاذي في علم الأحياء. حصلت على هذا في بحث Google أثناء عمل تقرير معمل لهذه الصلاحية بالذات.


الاستخراج والتوضيح والترشيح

تنتهي أسماء غالبية الإنزيمات بـ "-ase" ، مما يسهل التعرف عليها. أشهر مجموعة من الإنزيمات هي الإنزيمات المحللة للبكتيريا - أو البكتيرية - ، مثل polygalacturonase ، و pectin lyase ، و pectin methyl esterase. هذه الإنزيمات مشتقة من فطريات مختلفة بشكل أساسي الرشاشيات ، الترايكوديرما ، و جذمور ، وتستخدم لتحطيم البكتين.

البكتين والمركبات ذات الصلة مسؤولة إلى حد كبير عن بنية الخلية وربط الخلايا في الفاكهة. تعمل الإنزيمات المحللة للبكتيريا على تفكيك البكتين في نقاط اتصال مختلفة ، وبالتالي تحطيم خلايا العنب ، مما يسمح بمجموعة واسعة من التطبيقات في أوقات مختلفة أثناء صناعة النبيذ. على سبيل المثال ، في كل من النبيذ الأبيض والأحمر ، تزيد الإنزيمات المحللة للبكتيريا من إنتاج العصير من العنب وكمية السلائف العطرية في كل من الدورات المجانية والصحافة. ( السلائف العطرية يشير إلى المركبات العطرية ، مثل التربين ، التي تظل مرتبطة بجزيئات أخرى في العنب ولا تكون عطرية حتى يتم تحريرها أثناء التخمير.)

لورين باريت من إنارتيس. الصورة مقدمة من لورين باريت.

بعد الضغط على العنب الأبيض ، يقوم صانعو النبيذ دائمًا بتثبيت الضرورة بين عشية وضحاها ، على الرغم من أن الإنزيمات المحللة للبكتيريا يمكن أن تسرع هذه العملية بشكل كبير وتؤدي إلى ترسيب أكثر اكتمالًا ، مما يؤدي إلى المزيد من الزيادات. تشير لورين باريت ، أخصائية صناعة النبيذ في Enartis ، وهي مورد رائد للمنتجات والخدمات التحليلية التي يقع مقرها الرئيسي في وندسور ، كاليفورنيا ، إلى أن الباحثين قد وجدوا زيادة في المحصول بنسبة 15 بالمائة باللون الأحمر وما يزيد قليلاً عن 7 بالمائة في البيض عند الإنزيمات المحللة للبكتيريا. يستخدم.

تقوم بعض مصانع النبيذ بتصفية المواد الغذائية البيضاء قبل التخمير ، كما أن الترسيب الكامل يجعل ترشيح المواد الغذائية البيضاء أسهل ، وكذلك أسرع بثلاث مرات ، وفقًا للباحثين في جامعة Goce Delchev في Štip ، مقدونيا. هذا يوفر الوقت والمساحة والتآكل على المرشحات باهظة الثمن. يساعد الترسيب الكامل للمواد الصلبة أيضًا على إزالة غالبية بكتيريا التلف ، والتي تميل إلى التشبث بالجزيئات الصلبة في عملية التخمير. يجب أن يؤدي النبيذ الأبيض النظيف أيضًا إلى إنتاج المزيد من الإستر والنبيذ الأكثر ثمرًا.

في المستحضر الأحمر ، تقوم الإنزيمات المحللة للبكتين بتكسير البكتين لإطلاق اللون والتانين بشكل أسرع ، مما يسمح بنقع أقصر لتحقيق المستويات المطلوبة من الاستخلاص. توضح سارة كابوت ، صانعة النبيذ في ولاية أوريغون لشركة Precept Wine ، وهي منتج كبير للنبيذ من عدة ولايات يقع مقرها الرئيسي في سياتل ، أن لديها عددًا محدودًا من الخزانات وعددًا أكبر بكثير من الفاكهة مما تتسع له سعة الخزان. تقول: "أستخدم [الإنزيمات] لأسباب لوجستية بحتة - لا بد لي من تحرير خزاناتي". "في ولاية أوريغون ، يأتي كل شيء عادةً على مدار أسبوعين ، لذلك أستخدم الإنزيمات في الكميات الكبيرة وأضغط على الحلويات [ حلو ، أي قبل أن يتحول السكر كله إلى كحول] بعد بضعة أيام ".

أجرت كابوت تجارب تقارن التخمير مع النقع الأقصر بمساعدة الإنزيم والتخمير الأطول بدون مساعدة ، ولم تجد فرقًا يذكر. تقول: "إن الأمر يشبه وضع الثلج في مشروب لأنك لا تستطيع الوصول إلى الثلاجة" ، "تسريع العملية التي كانت ستحدث بشكل طبيعي إذا كان لدي المزيد من الوقت." تضيف كابوت أنها لا تستخدم الإنزيمات في مجموعاتها الأصغر لأنها لم تتسرع في تحرير مساحة الخزان وتشعر أن ذلك سيكون مضيعة للمال.

سارة كابوت من بريسبت واين. الصورة مجاملة من Precept Wine.

قد يستخدم صانعو النبيذ مثل Brian Loring ، وهو أيضًا مالك شركة Loring Wine Company في لومبوك ، كاليفورنيا ، الإنزيمات المحللة للبكتيريا لأسباب عملية أخرى. يقول: "نستخدم كمية صغيرة من الإنزيمات للمساعدة في تكسير القشرة أثناء النقع البارد ، حتى نتمكن من الحصول على قراءات أكثر دقة للسكر قبل التخمير."

تقدم شركات الإنزيمات عادةً خلطات عديدة ، يشار إليها غالبًا باسم الكوكتيلات ، والتي تختلف نسبها وتركيباتها من الإنزيمات البكتيرية المختلفة. تقدم الخلطات المختلفة أنشطة مختلفة - بينما يركز البعض على الأنشطة المذكورة أعلاه ، يهدف البعض الآخر إلى تسريع التحلل الذاتي للرؤوس ، وإجراء التوضيح عن طريق التعويم ، والمساعدة في سهولة الترشيح للنبيذ المتأثر بالنباتات.


ملاحظات التدريس

يمكن تجميع نتائج الصف لإثبات التقطير.

إذا كنت ترغب في القيام بذلك ، قم بصب المحلول أو ترشيحه بعناية في دورق التقطير. (ستنتج كميات كبيرة من الخميرة الرغوة ويمكن أن ينتقل هذا إلى المنتج.)

اجمع الكسر بين 77-82 درجة مئوية. (يغلي الإيثانول عند 78 درجة مئوية.) يجب أن يحترق هذا الجزء بسهولة مقارنة بالمحلول الأصلي غير القابل للاشتعال.

المصدر: الجمعية الملكية للكيمياء

يجب سكب الإيثانول بعيدًا على الفور. يجب عدم الاحتفاظ بها أو استخدامها.

إذا لم يكن التخمير سريعًا بسبب الخميرة المستخدمة ، فيمكن نقل التجربة بأكملها إلى الدرس الثاني.

تحتوي الخميرة على إنزيم يسمى zymase وهذا يحفز عملية التخمير.

الجلوكوز زيماز ← إيثانول + ثاني أكسيد الكربون


الاثنين الأخضر: DIY Eco Enzyme للتنظيف

لقد بدأت في صنع إنزيم Eco خلال العام الصيني الجديد عندما جمعت الكثير من قشور برتقال اليوسفي. Eco enzyme عبارة عن مزيج من 3 مكونات: بقايا الفاكهة والخضروات الطازجة والسكر والماء الذي يستمر لمدة 3 أشهر من التخمر ثم يتحول إلى منظف صديق للبيئة يعتمد على الخل وله العديد من الاستخدامات في جميع أنحاء المنزل. أثناء اكتشاف كيفية عمل Eco Enzyme ، قرأت أن مصطلح eco enzyme هو أكثر & # 8220 مصطلح عام & # 8221 من منتج إنزيم حقيقي.

ربما يكون الإنزيم الحقيقي هو ما تستخدمه مزرعة تامبين لقتل صراصيرها عندما أعلنوا مؤخرًا أنهم سوف يسلكون طريق الإنزيم كشكل أكثر فعالية من علاج مكافحة الآفات ، بعد أن أظهرت تجربة استمرت شهرًا العام الماضي نتائج إيجابية. كان علي أن أعترف أنني انزعجت قليلاً عندما رأيت المراسل يلعق محلول الإنزيم من إصبعها لإظهار أنه صالح للأكل وآمن تمامًا. ثم مرة أخرى ، كيف أتمنى أن يكون كل شيء نقوم بغسله في البالوعة آمنًا مثل هذا. لطالما اعتقدت أنه بالنسبة للسكان الذين يشكلون جزءًا صغيرًا من مياه الشرب لدينا من مياه الصرف الصحي المعالجة ، يجب أن نكون أكثر حذرًا من المواد الكيميائية التي نغسلها في مصارفنا. لكن بالطبع ، تقنية معالجة المياه أكثر تطوراً وتطوراً على ما أعتقد. ومع ذلك ، فأنا أفضل استخدام المنظفات الكيميائية الأقل شدة في جميع أنحاء المنزل ، والأفضل من ذلك ، صنع واحدة بمفردنا بمكونات نعرف أنها آمنة.

The Eco enzyme I made is not for consumption purpose. And there are only 3 steps. The initial time spent on mixing the ingredients takes less than 5 minutes, then we leave the rest to Science to break down the scraps and turn it into an environmentally friendly household cleaning solution. هنا & # 8217s كيف:

خطوة 1 : Gather a plastic container with a lid, fresh vegetable and fruit scraps, black or brown jaggery sugar, and water.

خطوة 2 : Fill up the container with 10 parts water, stir and dilute 1 part sugar, then top with 3 parts of fruit peels and vegetable scraps and stir again to mix well. Leave enough gap in the covered container for air to expand during the fermentation process. Cover the container, keep it slightly loose, not screwed too tightly and leave this in a cool area away from the sun for 3 months.

خطوة 3 : Filter to extract liquid enzyme. I use a coffee filter bag with wire handle for this job. Store the Eco enzyme in plastic bottles and dilute according to usage. The residue that has been filtered out are useful as plant fertilizer.

After reading up, making and applying the Eco enzyme in household cleaning, following are some tips and links that I have penned down/bookmarked during my DIY Eco enzyme journey and hope that you will find it useful as well.

+ Why plastic container?

Gas will build up during the fermentation process might cause a glass container to explode. Even though plastic ones are safer, always leave a gap inside the container when filling up the ingredients. Also, for the first month, open the cover to let build up gas escape every day when fermentation is most active. On certain days, I can even hear a fizzing sound of air escaping as I unscrew to open the lid. After 1 month, check on the eco enzyme once a month. Stir the solution to keep everything well mixed once a while.

+ Any preferred vegetables or fruits to use?

Citrus based fruit peels make the best smelling eco enzyme. For my first batch, I added 100% mandarin orange peels. Later I learned that one of the benefits of making Eco enzyme is to reduce the amount of kitchen waste sent to landfills. Since scraps like vegetable roots, peels, yellowish leaves are unavoidable, turning them into Eco enzyme instead of throwing them away is a great way to reuse them. I have since been following a 70% fruit to 30% vegetable scrap ratio to keep my final Eco enzyme smelling good and to do my part to ease the landfill load. However, only fresh scraps can be used. Do not include cooked leftover vegetable scraps that are uneaten.

+ What are those marking on your container?

That is a method I learned from a DIY workshop ran by this group mentioned in this article to measure the ingredients required for a batch of Eco enzyme without a weighing scale.

Firstly, cut out a strip of thin paper as long as the height of your container without the lid, I always use the newspaper since it is thin enough for me to do multiple folds.

Next, fold it into halves 4 times, so that when you unfold the paper, you get 16 equal parts.

Mark the paper according to the recipe, with 10 parts for water, 1 part for sugar and 3 parts for fruit/vegetable scraps, leaving the remaining 2 parts for an air gap.

Trace the marks onto the bottle.

Then I add the ingredients in this order: 1. pour water till it reaches the marked “water” level, 2. add sugar until it displaces the water to reach the level marked “sugar”, and finally 3. drop fruit peels and vegetable scraps till the liquid level reaches “food”. Give it a good mix and cover.

+ How does the end product look like?

It should be brownish with a pleasant citrus vinegar aroma. Filter with a cloth bag to retrieve just the liquid portion and store the Eco enzyme in plastic bottles.

+ How do you use the Eco enzyme?

I have just harvested my initial batch that yields fewer than 2 litres, too precious to be used nonchalantly. I am currently using it to mop the floor, cleaning the kitchen counter and as fertilizer for my plants. This is a list of household uses and dilution instructions for Eco enzyme which I find will come in handy when my next few containers reach their 3-month fermentation target.

Anyone with experience to chip in more? I find myself barely scratching the surface. I am lucky that my first few containers fermented without a hitch. Nothing rot. No terrible smells. Will update as I go along if there is anything worth a mention, both making and using it.


شاهد الفيديو: كيف تتعاقب الانظمة البيئية (أغسطس 2022).