biotehnološka proizvodnja jabolčnega vina - Univerza v Ljubljani

More documents

Recommendations

Info

Biotehnološka proizvodnja jabolčnega vina, Seminar, Biotehniška fakulteta, Študij živilske tehnologije, 2003. 10 4. BIOKEMIJSKE OSNOVE BIOPROCESA 4.1 Alkoholna fermentacija Pri vrenju se sladkor zaradi delovanja kvasovk razgradi v etanol (alkohol) in CO2 ter nekatere druge stranske proizvode. Alkoholna fermentacija je anaeroben proces, kjer potekajo velike biokemijske spremembe. Anaerobnost se vzpostavi postopoma, ko CO2 izpodrine zrak in kvasovke pridobijo preostali kisik s svojo metabolno aktivnostjo. Sladkor se razgradi v etanol in CO2 ter druge sekundarne produkte. Najpomembnejši stranski produkti so: glicerol, ocetna kislina, jantarna kislina, acetilmetilkarbinal, butilenglikol. Kvasovke so mikroorganizmi, ki izvedejo proces alkoholne fermentacije. V anaerobnih okoljih, kjer ni kisika, prevladujejo bakterije, ki so sposobne fermentirati različne organske polimere. Fermentativni produkti kot so alkoholi, organske kisline, ogljikov dioksid in vodik so potem na razpolago drugim bakterijam, zlasti metanogenim in žveplastim bakterijam, ki proizvajajo metan in H2S, kot produkt specialnih, anaerobnih poti. Vrednost pH se med fermentacijo še bolj zniža, poveča pa se koncentracija etanola, ki ima inhibitorni učinek na mnoge mikroorganizme. Ker nastaja ogljikov dioksid se postopoma vzpostavijo anaerobni pogoji, kar povzroči odmrtje morebitnih prisotnih obligatno aerobnih mikroorganizmov. Trdimo lahko, da alkoholno fermentacijo v celoti izvedejo kvasovke. Spontana fermentacija ima slab izkoristek, ker lahko sladkor namesto za nastajanje etanola za svoj razvoj izkoriščajo tudi drugi mikroorganizmi, kot so mlečnokislinske bakterije. Za alkoholno vrenje se uporabljajo kvasovke različnih vrst sevov Saccharomyces cerevisiae. Fermentacija glukoze in fruktoze pod vplivom kvasovk lahko poteka po dveh poteh. Alkoholna fermentacija oziroma pretvorba heksoze v etanol, ki jo izvajajo Saccharomyces cerevisiae, lahko opišemo z enačbo (Shema 1 in shema 2). C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 Monosaharid etanol ogljikov dioksid Shema 1: Pretvorba heksoze v etanol po Gay-Lusacu 2glukoza → 2glicerol + etanol + ocetna kislina + 2CO2 Shema 2: Pretvorba heksoze v etanol po Nubergu
Biotehnološka proizvodnja jabolčnega vina, Seminar, Biotehniška fakulteta, Študij živilske tehnologije, 2003. 11 Etanol ne nastaja direktno iz glukoze, temveč iz piruvata. Tega kvasovke tvorijo iz glukoze v zaporedju več reakcij (ki jim skupno pravimo Embden-Mayerhoff-Oarsova pot razgradnje glukoze). Teoretično iz 1g glukoze pri alkoholni fermentaciji nastane 0,511g etanola. Ta teoretična vrednost pa ni nikoli dosežena zaradi tvorbe nekaterih drugih metabolitov. Pri procesu fermentacije se sprošča tudi večja količina energije (cca. 239kJ/mol glukoze, od česar cca. 30% uskladiščijo kvasne celice v ATP, ostalo pa se sprosti v okolico kot toplota). Med alkoholno fermentacijo tvorijo kvasovke le majhne količine hlapnih komponent in glicerola, vendar velike koncentracije pirogrozdne kisline, acetaldehida in α-ketoglukarne kisline. Njihova primarna stabilnost je pretvorba velikih količin jabolčne kisline v etanol. Obstajata dve metabolni poti: prva je katalizirana z maličnim encimom, druga pa z malat dehidrogenazo (Boscarol, 2000). GLUKOZA Encim: GLUKOKINAZA ATP → ADP Encim: IZOMERAZA GLUKOZA-6-FOSFAT FRUKTOZA-6-FOSFAT Encim: FOSFOFRUKTOKINAZA ATP → ADP Encim: ALDOLAZA FRUKTOZA-1,6-DIFOSFAT GLICERALDEHID-3-FOSFAT DIHIDROKSIACETON-FOSFAT Encim:GLICERALDELHID-3-FOSFAT 2Pi DEHIDROGENAZA 2NAD + → 2NADH+ H + 2(1,3-DIFOSFOGLICERAT) Encim: FOSFOGLICERAT KINAZA 2ADP → 2ATP Encim: FOSFOGLICERAT MUTAZA 2(3-FOSFOGLICERAT)
Page 1 and 2: UNIVERZA V LJUBLJANI BIOTEHNIŠKA F
Page 3 and 4: Biotehnološka proizvodnja jabolčn
Page 9: Biotehnološka proizvodnja jabolčn

biotehnološka proizvodnja jabolčnega vina - Univerza v Ljubljani

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?