có các kiểu lên men nào? ứng dụng trong thực tế by Huỳnh Sơn

Lên men là quá trình nuôi cấy vi sinh vật để tạo ra sinh khối (tăng sinh) hoặc thúc đẩy vi sinh vật tạo ra sản phẩm trao đổi chất (các hợp chất sinh hóa), như chuyển đổi đường thành sản phẩm như: axit, khí hoặc rượu...của nấm men hoặc vi khuẩn, hoặc trong trường hợp lên men axit lactic trong tế bào cơ ở điều kiện thiếu khí oxy. Lên men cũng được sử dụng rộng rãi hơn trong sự tăng sinh khối của vi sinh vật trên môi trường sinh trưởng, sự tích lũy các sản phẩm trao đổi chất hữu ích cho con người trong quá trình nuôi cấy vi sinh vật. Nhà sinh vật học người Pháp Louis Pásteur được ghi nhớ như là người hiểu rõ sự lên men và nguyên nhân vi sinh vật của nó. Khoa học của sự lên men được biết như "zymology"

Quá trình lên men trong cơ thể diễn ra trong điều kiện thiếu oxy (khi chuỗi vận chuyển electron không thể diễn ra) và trở thành phương tiện chủ yếu của tế bào để sản xuất ATP (năng lượng). Nó chuyển NADH và pyruvate được sản sinh trong bước thủy phân glucoza thành NAD+ và những phân tử nhỏ hơn(xem ví dụ bên dưới). Khi có mặt của O2, NADH và pyruvate được dùng cho hô hấp; đó là sự oxy hóa phosphoryl hóa, nó sinh ra nhiều ATP hơn, vì lý do đó, các tế bào thường tránh quá trình lên men nếu có sự hiện diện của õxy. Ngoại lệ bao gồm VSV kỵ khí bắt buộc, nó không chịu được oxy.

Bước đầu tiên, thủy phân glucoza (glycolysis), chung cho tất cả các con đường lên men

C₆H₁₂O₆ + 2 NAD⁺ + 2 ADP + 2 P_i → 2 CH₃COCOO⁻ + 2 NADH + 2 ATP + 2 H₂O + 2H⁺

Pyruvate là CH₃COCOO⁻. P_i là phosphate.

Hai phân tử ADP và hai Pi được chuyển đổi thành 2 phân tử ATP và hai phân tử nước thông qua sự phósphoryl hóa mức độ cơ chất. Hai phân tử của NAD⁺ được khử thành NADH

Trong quá trình oxy hóa phósphoryl hóa, năng lượng cho sự tạo thành ATP được bắt nguồn từ gradient proton điện hóa được tạo ra qua màng ty thể trong (hoặc, trong trường hợp vi khuẩn, màng tế nào) thông qua chuỗi vận chuyển điện tử. Thủy phân glucoza quá trình phósphoryll hóa ở mức độ cơ chất (ATP sinh ra trực tiếp từ phản ứng này)

Có hai loại lên men formic. Lên men acid hỗn hợp cho sản phẩm là etanol và một hỗn hợp các acid đặc biệt là acetic, lactic, succinic và formic (bảng 2).Nếu formic hydroliase có mặt acid formic sẽ bị phân giải thành H₂ và CO₂. Dạng lên men này gặp ở Escherichia, Salmonella, Proteus và một số chi khác. Lên men butandiol đặc trưng ở các chi Enterobacter, Serratia, Erwinia và một số loài của Bacillus (Hình 10, số 4). Pyruvate được chuyển hoá thành acetoin, sau đó acetoin bị khử thành 2,3-butandiol với NADH. Một lượng lớn etanol cũng được tạo thành cùng với những lượng nhỏ các acid gặp trong lên men acid hỗn hợp.

]]>