लैक्टिक किण्वन: कदम प्रक्रिया और उदाहरण द्वारा कदम - जीवविज्ञान - 2025

लैक्टिक किण्वन, भी रूप में जाना जाता लैक्टिक एसिड किण्वन में एटीपी के संश्लेषण की प्रक्रिया है ऑक्सीजन के अभाव है कि "लैक्टिक एसिड बैक्टीरिया" कहा जाता है जीवाणुओं की एक प्रकार है, जो एसिड उत्सर्जन के साथ समाप्त होता है सहित कुछ सूक्ष्मजीवों, प्रदर्शन लैक्टिक।

यह एक प्रकार का अवायवीय "श्वसन" माना जाता है और स्तनधारियों में कुछ मांसपेशी कोशिकाओं द्वारा भी किया जाता है जब वे कठिन और उच्च गति पर होते हैं, फुफ्फुसीय और हृदय प्रणालियों की ऑक्सीजन परिवहन क्षमता से अधिक है।

लैक्टिक किण्वन योजना (स्रोत: Sjantoni / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) विकिमीडिया कॉमन्स के माध्यम से और Raquel Parada Puig द्वारा संशोधित)

शब्द "किण्वन", सामान्य शब्दों में, ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में ऊर्जा (एटीपी के रूप में) प्राप्त करने को संदर्भित करता है, अर्थात्, एनारोबायोसिस में और लैक्टिक किण्वन एटीपी के संश्लेषण और एसिड के उत्सर्जन को संदर्भित करता है। एनारोबियोसिस में लैक्टिक एसिड, ग्लूकोज चयापचय के उत्पादों के रूप में।

ग्लूकोज से लैक्टिक एसिड उत्पादन का समीकरण।

लैक्टिक एसिड बैक्टीरिया

मनुष्य लंबे समय से भोजन के उत्पादन और संरक्षण के लिए लैक्टिक किण्वन के लाभों का फायदा उठाता रहा है और, बिना किसी संदेह के, इस उद्देश्य के लिए लैक्टिक एसिड बैक्टीरिया एक मूलभूत स्तंभ है।

ये बैक्टीरिया के काफी विषम समूह से संबंधित हैं, जो आमतौर पर कोक्सी और बेसिली के आकार के होते हैं; वे ग्राम-पॉजिटिव, गैर-उत्प्रेरक-उत्पादक, गैर-स्पोरुलेटिंग, इमोबाइल और एनारोबिक बैक्टीरिया हैं, जो ग्लाइकोलाइटिक मार्ग द्वारा गठित पाइरूवेट से लैक्टिक एसिड को संश्लेषित करने में सक्षम हैं।

वे अलग-अलग जेनेरा के हैं, उनमें से पेडियोकोकस, ल्यूकोनोस्टोक, ओएनोकोकस और लैक्टोबैसिलस हैं, जिनके भीतर होमोफेरेमेंटेटिव और हेटेरोएरमेंटेटिव प्रजातियां हैं।

होमोफ़ेमेंटेटिव लैक्टिक एसिड बैक्टीरिया का उत्पादन करते हैं, प्रत्येक ग्लूकोज अणु के लिए वे उपभोग करते हैं, दो लैक्टिक एसिड अणु; उदाहरण के लिए, विषमलैक्टेटिव लैक्टिक एसिड बैक्टीरिया, एक लैक्टिक एसिड का अणु और दूसरा कार्बन डाइऑक्साइड या इथेनॉल का उत्पादन करता है।

लैक्टिक किण्वन प्रक्रिया (चरण दर चरण)

लैक्टिक एसिड किण्वन एक सेल (बैक्टीरिया या मांसपेशी) से शुरू होता है जो ग्लूकोज या कुछ संबंधित चीनी या कार्बोहाइड्रेट का सेवन करता है। यह "खपत" ग्लाइकोलाइसिस के माध्यम से होता है।

- ग्लाइकोलाइटिक मार्ग

एटीपी निवेश

प्रारंभ में, खपत किए गए प्रत्येक ग्लूकोज अणु के लिए 2 एटीपी का निवेश किया जाता है, क्योंकि यह ग्लूकोज 6-फॉस्फेट का उत्पादन करने के लिए हेक्सोकिनेस एंजाइम द्वारा फॉस्फोराइलेट किया जाता है, जिसे 6-फॉस्फेट (ग्लूकोज 6-पी आइसोमेरेज एंजाइम) के लिए आइसोमेरिज्ड और फ्रुक्टोज 1 में वापस फॉस्फोराइलेट किया जाता है।, 6-बिसफ़ॉस्फ़ेट (फ़ॉस्फ़ॉर्फ़ोसोकिनेस एंजाइम)।

बाद में, फ्रुक्टोज 1,6-बिस्फोस्फेट ग्लिसराल्डेहाइड 3-फॉस्फेट और डायहाइड्रॉक्सीसिटोन फॉस्फेट के रूप में जाना जाने वाला दो ट्राई फॉस्फेट छोड़ने के लिए आधे में "कट" होता है, जो एक एल्डिडास एंजाइम द्वारा उत्प्रेरित प्रतिक्रिया है।

ये दो 3-कार्बन फॉस्फोराइलेटेड शर्करा एक दूसरे के साथ एक एंजाइम तिकड़ी फॉस्फेट आइसोमेरेज़ द्वारा परस्पर जुड़े होते हैं, इसलिए यह माना जाता है कि, इस बिंदु तक, भस्म होने वाले प्रत्येक ग्लूकोज अणु को ग्लिसराल्डेहाइड 3-फॉस्फेट अणुओं में बदल दिया जाता है जो फॉस्फोरिलेटेड होते हैं। 1,3-bisphosphoglycerate।

उपरोक्त प्रतिक्रिया ग्लिसराल्डिहाइड 3-फॉस्फेट डिहाइड्रोजनेज (GAPDH) नामक एक एंजाइम द्वारा उत्प्रेरित होती है, जिसके लिए कोफ़ैक्टर एनएडी + की "कम करने वाली शक्ति" की उपस्थिति की आवश्यकता होती है, जिसके बिना यह कार्य नहीं कर सकता है।

एटीपी उत्पादन

मार्ग में इस बिंदु पर, ग्लूकोज के प्रत्येक अणु के लिए 2 एटीपी का सेवन किया गया है, लेकिन इन दोनों अणुओं को एंजाइम फॉस्फोग्लिसराइनेट किनेज़ द्वारा उत्प्रेरित प्रतिक्रिया द्वारा "प्रतिस्थापित" किया जाता है, जिसके द्वारा प्रत्येक 1,3-बिस्फोस्फोग्लिसरेट को 3-फ़ॉस्फ़ोग्लाइसेरेट में बदल दिया जाता है। और 2ATP संश्लेषित होते हैं।

प्रत्येक 3-फॉस्फोग्लाइसेरेट को एंजाइम-फॉस्फोग्लाइसेरेट म्यूटेज द्वारा 2-फॉस्फोग्लिसरेट में बदल दिया जाता है और यह बदले में, एंजाइम एनोलेज़ के लिए एक सब्सट्रेट के रूप में कार्य करता है, जो इसे निर्जलित करता है और इसे फॉस्फेनोलेफ्रुवेट में परिवर्तित करता है।

प्रत्येक ग्लूकोज अणु के साथ सेवन किया जाता है, 2 पाइरूवेट अणु और 2 एटीपी अणुओं का उत्पादन किया जाता है, क्योंकि फॉस्फेनोलेफ्रुवेट एंजाइम पाइरूवेट किनासे के लिए एक सब्सट्रेट है, जो एडीपी के अणु के फॉस्फेनोलेफ्रुवेट से एक फॉस्फोरिल समूह के हस्तांतरण को उत्प्रेरित करता है। ।

- लैक्टिक किण्वन और NAD + का पुनर्जनन

पाइरूवेट, एक 3-कार्बन अणु, लैक्टिक एसिड में परिवर्तित हो जाता है, एक और 3-कार्बन अणु, एक कमी प्रतिक्रिया के माध्यम से जो पाइरूवेट के प्रत्येक अणु के लिए एनएडीएच के एक अणु का सेवन करता है, ग्लाइकोलाइटिक प्रतिक्रिया में "उलटा" एनएडी + प्राप्त करता है। GAPDH द्वारा उत्प्रेरित।

उपयोग किए गए NAD + अणुओं के प्रतिस्थापन से एटीपी अणुओं का एक अतिरिक्त उत्पादन नहीं होता है, लेकिन ग्लाइकोलाइटिक चक्र को खुद को दोहराने की अनुमति मिलती है (जब तक कि कार्बोहाइड्रेट उपलब्ध हैं) और प्रत्येक ग्लूकोज के सेवन के लिए 2 एटीपी का उत्पादन किया जाता है।

प्रतिक्रिया लैक्टेट डिहाइड्रोजनेज नामक एक एंजाइम द्वारा उत्प्रेरित होती है और कुछ इस तरह से होती है:

2C3H3O3 (पाइरूवेट) + 2 NADH → 2C3H6O3 (लैक्टिक एसिड) + 2 NAD +

प्रक्रियाओं के उदाहरण जिसमें लैक्टिक किण्वन होता है

- मांसपेशियों की कोशिकाओं में

कई दिनों की निष्क्रियता के बाद कसरत के बाद मांसपेशियों की कोशिकाओं में लैक्टिक एसिड किण्वन आम है। यह स्पष्ट है क्योंकि एथलीट द्वारा अनुभव की गई मांसपेशियों की थकान और दर्द कोशिकाओं में लैक्टिक एसिड की उपस्थिति से जुड़ा हुआ है।

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चूंकि मांसपेशियों की कोशिकाएं व्यायाम करती हैं और ऑक्सीजन स्टोर कम हो जाते हैं (कार्डियोवस्कुलर और श्वसन तंत्र आवश्यक ऑक्सीजन परिवहन का सामना नहीं कर सकते हैं), वे लैक्टिक एसिड को मुक्त करने के लिए किण्वन (ऑक्सीजन के बिना सांस लेना) शुरू कर सकते हैं।

- खाद्य उत्पाद

बैक्टीरिया और कवक की विभिन्न प्रजातियों द्वारा किए गए लैक्टिक एसिड किण्वन का उपयोग दुनिया भर में आदमी द्वारा विभिन्न प्रकार के भोजन के उत्पादन के लिए किया जाता है।

यह चयापचय जिसके द्वारा अलग-अलग सूक्ष्मजीवों की विशेषता होती है, बड़ी मात्रा में भोजन के आर्थिक संरक्षण और उत्पादन के लिए आवश्यक है, क्योंकि उनके द्वारा प्राप्त एसिड पीएच आमतौर पर अन्य संभावित हानिकारक या रोगजनक सूक्ष्मजीवों के विकास को रोकता है।

इन खाद्य पदार्थों में दही, सौकरकुट (किण्वित गोभी), अचार, जैतून, विभिन्न मसालेदार सब्जियां, विभिन्न प्रकार के पनीर और किण्वित दूध, केफिर पानी, कुछ किण्वित मांस और अनाज शामिल हैं।

दही

दही दूध से प्राप्त एक किण्वित उत्पाद है और एक प्रकार के लैक्टिक एसिड बैक्टीरिया, आमतौर पर लैक्टोबैसिलस बल्गारिकस या लैक्टोबैसिलस एसिडोफिलस प्रजातियों द्वारा पशु मूल के इस तरल के किण्वन के लिए धन्यवाद के कारण उत्पन्न होता है।

दही (छवि www.pixabay.com पर kamila211 द्वारा)

ये सूक्ष्मजीव दूध में मौजूद शर्करा (लैक्टोज सहित) को लैक्टिक एसिड में बदल देते हैं, इसलिए इस तरल में पीएच कम हो जाता है (अम्लीय हो जाता है), इसके स्वाद और बनावट को संशोधित करता है। विभिन्न प्रकार के दही की फ़र्मर या तरल बनावट दो चीजों पर निर्भर करती है:

1. किण्वक बैक्टीरिया द्वारा एक्सोपोसेकेराइड के सहवर्ती उत्पादन से, जो मोटा होना एजेंट के रूप में कार्य करते हैं
2. जमावट से जो दूध प्रोटीन पर नकारात्मक आरोपों के निष्प्रभावी होने के परिणामस्वरूप होता है, लैक्टिक एसिड के उत्पादन से उत्पन्न पीएच में परिवर्तन के प्रभाव के रूप में, जो उन्हें पूरी तरह से अघुलनशील प्रदान करता है

किण्वित सब्जियाँ

इस समूह में हम जैतून में संरक्षित जैतून जैसे उत्पाद पा सकते हैं। गोभी-आधारित तैयारी जैसे कि सॉकर्राट या कोरियाई किमची भी शामिल हैं, जैसे कि अचार वाले गेरकिंस और मैक्सिकन जलपीनो।

किण्वित मांस

कोरिज़ो, ईंधन, सलामी और सोप्रसेट्टा जैसे सॉस इस श्रेणी में शामिल हैं। ऐसे उत्पाद जिन्हें उनके उच्च संरक्षण क्षमता के अलावा उनके विशेष स्वादों की विशेषता है।

किण्वित मछली और शंख

इसमें विभिन्न प्रकार की मछली और शंख शामिल हैं जिन्हें आमतौर पर पास्ता या चावल के साथ मिश्रित किया जाता है, जैसा कि थाईलैंड में प्ला रा के साथ है।

किण्वित फलियाँ

फलियां के लिए लागू लैक्टिक किण्वन कुछ एशियाई देशों में एक पारंपरिक प्रथा है। मिसो, उदाहरण के लिए, किण्वित सोयाबीन से बना एक पेस्ट है।

किण्वित बीज

पारंपरिक अफ्रीकी व्यंजनों में, किण्वित बीज जैसे कि सुंबाला या केनेकी से बने उत्पादों की एक विस्तृत विविधता है। इन उत्पादों में कुछ मसालों और यहां तक ​​कि अनाज से बने योगर्ट भी शामिल हैं।

संदर्भ

1. Beijerinck, MW, दूध में लैक्टिक एसिड किण्वन पर। में: KNAW, कार्यवाही, 10 I, 1907, एम्स्टर्डम, 1907, पीपी। 17-34।
2. मुनोज़, आर।, मोरेनो-अरीबास, एम।, और डी लास रिवास, बी (2011)। लैक्टिक एसिड बैक्टीरिया। आणविक शराब माइक्रोबायोलॉजी, 1 एड; कैरास्कोसा, एवी, मुनोज़, आर।, गोंजालेज, आर।, एड्स, 191-226।
3. राष्ट्रीय अनुसंधान परिषद। (1992)। पारंपरिक किण्वित खाद्य पदार्थों में जैव प्रौद्योगिकी के अनुप्रयोग। राष्ट्रीय अकादमियों प्रेस।
4. नेल्सन, डीएल, लेहिंगर, एएल, और कॉक्स, एमएम (2008)। जैव रसायन विज्ञान के लेहिंगर सिद्धांत। मैकमिलन।
5. सोल्ट, ए। (2019)। रसायन शास्त्र LibreTexts। 24 अप्रैल, 2020 को chem.libretexts.org से लिया गया
6. विद्यास्तुति, यन्त्यति और रोमतमुस्सोलीहाट, रोहमातुसोलीहाट और फेब्रिसेंटोसा, एंडी। (2014)। दूध किण्वन में लैक्टिक एसिड बैक्टीरिया की भूमिका। खाद्य और पोषण विज्ञान। 05. 435-442। 10.4236 / fns.2014.54051।