SỰ CHUYỂN HÓA CỦA GLUCOSE TRONG NẤM MEN SACCHAROMYCES CEREVISIAE VÀ ỨNG DỤNG TRONG SẢN XUẤT RƯỢU, BIA

HCMKHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM BÀI TẬP CUỐI KỲ HỌC PHẦN HÓA SINH HỌC THỰC PHẨM SỰ CHUYỂN HÓA CỦA GLUCOSE TRONG NẤM MEN SACCHAROMYCES CEREVISIAE VÀ ỨNG DỤNG TRONG SẢN XUẤT RƯỢU, BIA SVTH: NH

Khái niệm

Glucose là một hợp chất tạp chức, có cấu tạo của aldehyde đơn chức có 1 nhóm - CH=O và alcol 5 chức có chứa 5 nhóm OH liền kề Là một loại đường trong thực phẩm mà cơ thể dùng để chuyển hóa thành năng lượng Tồn tại ở 2 dạng là mạch vòng và mạch hở.

- Công thức cấu tạo của glucose mạch hở:

CH 2 OH – CHOH – CHOH – CHOH – CHOH -CH=O Viết tắt: CH 2 OH[CHOH] 4 CHO

Trong thực tế, glucose tồn tại chủ yếu ở hai dạng mạch vòng: α - glucose và β - glucose

SU.CHUYEN.HOA.CUA.GLUCOSE.TRONG.NAM.MEN.SACCHAROMYCES.CEREVISIAE.VA.UNG.DUNG.TRONG.SAN.XUAT.RUOU BIASU.CHUYEN.HOA.CUA.GLUCOSE.TRONG.NAM.MEN.SACCHAROMYCES.CEREVISIAE.VA.UNG.DUNG.TRONG.SAN.XUAT.RUOU BIASU.CHUYEN.HOA.CUA.GLUCOSE.TRONG.NAM.MEN.SACCHAROMYCES.CEREVISIAE.VA.UNG.DUNG.TRONG.SAN.XUAT.RUOU BIASU.CHUYEN.HOA.CUA.GLUCOSE.TRONG.NAM.MEN.SACCHAROMYCES.CEREVISIAE.VA.UNG.DUNG.TRONG.SAN.XUAT.RUOU BIASU.CHUYEN.HOA.CUA.GLUCOSE.TRONG.NAM.MEN.SACCHAROMYCES.CEREVISIAE.VA.UNG.DUNG.TRONG.SAN.XUAT.RUOU BIASU.CHUYEN.HOA.CUA.GLUCOSE.TRONG.NAM.MEN.SACCHAROMYCES.CEREVISIAE.VA.UNG.DUNG.TRONG.SAN.XUAT.RUOU BIASU.CHUYEN.HOA.CUA.GLUCOSE.TRONG.NAM.MEN.SACCHAROMYCES.CEREVISIAE.VA.UNG.DUNG.TRONG.SAN.XUAT.RUOU BIASU.CHUYEN.HOA.CUA.GLUCOSE.TRONG.NAM.MEN.SACCHAROMYCES.CEREVISIAE.VA.UNG.DUNG.TRONG.SAN.XUAT.RUOU BIA

Tính chất của glucose

Tính chất vật lý

Glucose là chất rắn, tinh thể không màu, có vị ngọt nhưng không bằng đường mía, dễ tan trong nước.

Glucose có hầu hết trong các bộ phận của cây như lá, hoa, rễ, đặc biệt glucose có nhiều trong quả nho chín gọi là đường nho Glucose cũng có nhiều trong mật ong(30%), có trong cơ thể người và động vật.

Tính chất hóa học

Glucose có tính chất hóa học của aldehyde đơn chức (-CHO) và alcol đa chức (-CO)

Tùy tác nhân mà quá trình oxy hóa xảy ra ở C 1 ; cả C 1 ( aldose) vầ C cuối hay chỉ C cuối Phản ứng này thường dùng để định lượng đường.

Từ glucose sẽ thu được rượu là glucitol, còn gọi lầ sorbitol

Phản ứng xảy ra theo 3 giai đoạn:

Hình 1 4 Phản ứng lên men rượu

C 6 H 12 O 6 + 2ADP + 2H 3 PO 4 = 2C 2 H 5 OH + 2CO 2 + 2ATP + 2H 2 O

Vai trò của glucose đối với nấm men Saccharomyces cerevisiae

Glucose có vai trò quan trọng trong cơ thể động vật và vi sinh vật Nếu trong cơ thể động vật, glucose tạo ra nguồn năng lượng cho cơ bắp, não bộ, hệ thần kinh và cũng là một nhân tố thúc đẩy của quá trình chuyển hóa chất béo trong cơ thể con người Thì trong cơ thể vi sinh vật đang nói đến ở đây là nấm men Saccharomyces cerevisiae :

— Glucose là nguồn dinh dưỡng chủ yếu cho sự sinh trưởng, và phát triển của nấm men, chiếm 95% glucose trong quá trình lên men cũng là một trong những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến quá trình lên men

— Glucose còn là cơ chất quan trọng đóng vai trò chất xúc tác cho nấm men sinh trưởng trong các quá trình lên men Nồng độ đường thích hợp cho quá trình lên men rượu từ 8 - 20% Khi nồng độ đường lớn hơn 30% sẽ ức chế quá trình lên men rượu Đối với việc sản xuất rượu vang người ta sử dụng nồng độ đường từ 16 ÷ 25% và dùng nấm men chìm, nên quá trình lên men chậm và sau khi lên men vẫn còn một lượng đường trong rượu vì vậy rượu vang thường có vị ngọt Còn trong sản xuất bia thường dùng nồng độ đường từ 9 ÷ 12%.

Trong điều kiện thiếu oxy, nấm men lấy năng lượng bằng cách chuyển hóa glucose thành CO 2 và ethanol trong quá trình phân hủy glucose

Môi trường giàu glucose là một môi trường thuận lợi và giàu chất dinh dương cho các loại thuộc họ nấm men Saccharomyces phát triển

Glucose đóng vai trò như là một yếu tố dinh dưỡng để nuôi vi sinh vật trong quá trình nuôi cấy vi sinh vật, để thu nhận sinh khối.

Glucose đảm nhận vai trò hiển thị một số các hiện tượng điều hòa trong tế bào của nấm men Saccharomyces cerevisiae, bao gồm cả sự hoạt hóa của đường RAS- adenylate cyclase do glucose gây ra và sự luân chuyển phosphatidylinositol, tác động nhanh chóng sau dịch mã đối với hoạt động của các enzym khác nhau cũng như lâu dài các hiệu ứng ở cấp độ phiên mã

TÌM HIỂU VỀ NẤM MEN SACCHAROMYCES CEREVISIAE 5 1 Đặc điểm

Những ảnh hưởng yếu tố ảnh hưởng đến Saccharomyces cerevisiae

Áp suất thẩm thấu, điều này còn phải phụ thuộc vào đường và các chất hòa tan có mặt Với nồng độ cơ chất khi nồng độ này lên cao, nó sẽ đồng thời kéo theo áp suất thẩm thấu cao và đẩy sự tích tụ nấm men càng nhanh hơn. Ảnh hưởng của nhiệt độ

Loại nấm men saccharomyces cerevisiae sinh trưởng và phát triển tốt nhất trong nhiệt độ từ 25 đến 30 độ Nếu nhiệt độ môi trường giảm, nó sẽ khiến cho tốc độ phát triển của nấm men saccharomyces cerevisiae bị giảm xuống Đặc biệt nấm sẽ bị chết nếu nhiệt độ cao quá 60 độ. Ảnh hưởng của pH

Môi trường pH có ý nghĩa quyết định đến sự sinh trưởng của vi sinh vật Độ pH của môi trường cũng ảnh hưởng nhiều đến sự sinh trưởng của nấm men Độ pH tốt nhất vào khoảng từ 4,0 - 6,8, tại pH = 5,8 phù hợp cho nấm men phát triển.

Nhu cầu về glucose của tế bào nấm men

Quá trình lên men etylic ( lên men rượu ): Quá trình lên men rượu là quá trình chuyển hoá đường glucoza thành rượu etylic và CO2 , đồng thời làm sản sinh ra một số năng lượng xác định dưới tác dụng của hệ thống enzim của một số vi sinh vật Tác nhân lên men rượu chủ yếu là các nấm men đặc biệt là các nổi 1 Saccharomyces cerevisiae

Nhiều loại vi khuẩn kỵ khi và hiếu khí không bắt buộc cũng có khả năng tạo thành rượu như là một sản phẩm chủ yếu hoặc sản phẩm phụ của quá trình lên men các hexoza hay pentoza - Lên men rượu nhờ nấm men: Trong quá trình này glucoza được chuyển hoá thành axit piruvic theo con đường EMP, sau đó axit piruvic sẽ bị decacboxyl hóa thành axetaldehyt và axetaldehyt tiếp tục bị khử thành rượu etylic Cơ chế tóm tắt của quá trình lên men rượu : Glucoza 2CH 3 CH 2 OH EMP NAD + NADH 2

2CH COCOOH pyruvatdecacboxylaza 2CH CHO CO

Nếu cơ chất là các sản phẩm khác như tinh bột, xenluloza thì quá trình sẽ có 2 giai đoạn Giai đoạn đầu là sự phân giải các chất này thành glucoza nhờ các nhóm vi sinh vật phân giải tinh bột và xenluloza, sau đó glucose được chuyển hoá thành rượu nhờ nấm men.

Quá trình lên men rượu được ứng dụng để sản xuất rượu, bia và đồ uống có gaz, làm nở bột mỳ Tuỳ theo nguyên liệu và quá trình lên men, quy trình tinh chế uống khác nhau có chứa rượu etylic.

Hiệu ứng Pastuer: là ức chế quá trình lên men rượu khi có mặt của oxy Hiện tượng này được Pastuer phát hiện đầu tiên, ông nhận thấy trong quá trình lên men rượu, khi sục oxy vào thì việc tích luỹ rượu bị ngừng lại và nhu cầu glucose bị giảm đi, quá trình đường phân EMP bị đình chỉ, lúc đó vi sinh vật tăng cường quá trình hô hấp Như vậy hiệu ứng Pasteur thể hiện tính kinh tế trong sự trao đổi chất oxy hoá.

Sự tạo thành glyxerin trong lên men rượu: trong quá trình lên men rượu thường sinh ra một ít glyxerin, tuy nhiên nếu trong môi trường kiểm (pH = 8) lượng glyxerin sinh ra sẽ tăng lên rất nhiều và trở thành một trong những sản phẩm chủ yếu:

2C 6 H 12 0 6 + H 2 O = CH 3 COOH + CH 3 CH 2 OH + 2CH 2 OHCHOHCH 2 OH + 2CO 2

Lượng glyxerin càng sinh ra nhiều hơn nữa nếu quá trình lên men xảy ra với sự có mặt của NaHSO 3 Trong trường hợp này axetaldehyt sẽ liên kết với NaHSO3 nên không bị khử thành rượu nữa Sản phẩm lên men chỉ là glixerin CO 2 và axetalsunphonat natri.

Lên men rượu nhờ vi khuẩn: trong các vi khuẩn lên men rượu chỉ ở Sarcina ventriculi người ta mới tìm thấy con đường tạo thành etylic theo kiểu của nấm men

(phân giải dường theo con đường EMP) Còn ở Zygomonas mobilis glucose được phân giải theo con men của một số vi khuẩn đường ED Trong quá trình lên ruột và Clostridium, rượu được hình thành như là một sản phẩm phụ của quá trình lên men Song tiền chất của etylic tức axetaldehyt không được giải phóng trực tiếp từ axit piruvic nhờ

SỰ CHUYỂN HÓA CỦA GLUCOSE TRONG TẾ BÀO NẤM MEN 7 1 Giai đoạn đường phân

Phân giải glucose thành pyruvate

Sự phân giải glucose thành pyruvate và các chất trung gian Các monose ( chủ yếu là

SU.CHUYEN.HOA.CUA.GLUCOSE.TRONG.NAM.MEN.SACCHAROMYCES.CEREVISIAE.VA.UNG.DUNG.TRONG.SAN.XUAT.RUOU BIASU.CHUYEN.HOA.CUA.GLUCOSE.TRONG.NAM.MEN.SACCHAROMYCES.CEREVISIAE.VA.UNG.DUNG.TRONG.SAN.XUAT.RUOU BIASU.CHUYEN.HOA.CUA.GLUCOSE.TRONG.NAM.MEN.SACCHAROMYCES.CEREVISIAE.VA.UNG.DUNG.TRONG.SAN.XUAT.RUOU BIASU.CHUYEN.HOA.CUA.GLUCOSE.TRONG.NAM.MEN.SACCHAROMYCES.CEREVISIAE.VA.UNG.DUNG.TRONG.SAN.XUAT.RUOU BIASU.CHUYEN.HOA.CUA.GLUCOSE.TRONG.NAM.MEN.SACCHAROMYCES.CEREVISIAE.VA.UNG.DUNG.TRONG.SAN.XUAT.RUOU BIASU.CHUYEN.HOA.CUA.GLUCOSE.TRONG.NAM.MEN.SACCHAROMYCES.CEREVISIAE.VA.UNG.DUNG.TRONG.SAN.XUAT.RUOU BIASU.CHUYEN.HOA.CUA.GLUCOSE.TRONG.NAM.MEN.SACCHAROMYCES.CEREVISIAE.VA.UNG.DUNG.TRONG.SAN.XUAT.RUOU BIASU.CHUYEN.HOA.CUA.GLUCOSE.TRONG.NAM.MEN.SACCHAROMYCES.CEREVISIAE.VA.UNG.DUNG.TRONG.SAN.XUAT.RUOU BIA glucose thành pyruvate và các chất trung gian khác Quá trình phân giải đường tại cơ quan và tế bảo có thể xảy ra theo nhiều hướng khác nhau , trong đó có 3 con đường cơ bản là : con đường Embden - Meyerhoff - Parnas , còn gọi là quá trình đường phản ( glycolysis ) ; con đường pentose phosphate : con dường Entner – Doudoroff Trong

3 con đường này thì con đường Embden - Meyerhoff - Parnas là phổ biển nhất

Quá trình đường phân

Đây là con đường phổ biến nhất để phân giải Glucose Thành pyruvate, còn được biết đến với tên gọi là con đường đường phân (glycolysis) Đường phân gặp ở tất cả các nhóm sinh vật và hoạt động trong sự có mặt cũng như vắng mặt của Oxy Quá trình này diễn ra trong phần mềm tế bào chất của cơ thể nhân nguyên thủy và nhân thật Quá trình đường phân là một trong là một quy trình rất phức tạp, bao gồm một chuỗi 10 phản ứng, chia làm 2 pha đầu hay còn gọi là pha chuẩn bị (preparatory phase) là pha tiêu hao năng lượng, pha sao (payoff phase) là pha sinh năng lượng

Hình 1 6 Các phản ứng chuyển hóa

Phân giải hiểu khi pyruvate Chu trình Krebs

Phân giải hiếu khí pyruvate — Chu trình Krebs

Khi có oxy, pyruvate sẽ chuyển thành acetyl - CoA đi vào chu trình Krebs để tạo nên

CO 2 và H 2 O, Quá trình này diễn ra ở động vật , thực vật và nhiều tế bào sinh vật trong điều kiện hiếu khí, O 2 là chất nhận điện từ cuối cùng từ NADH , do đó pyruvate sẽ được đưa vào ty thể và ở đây sẽ được tiếp tục biển dưỡng và đồng thời tạo ra nhiều ATP mới.

Pyruvate trong dịch tế bảo chất được chuyển vào ngăn trong của ty thể Qua một chuỗi phản ứng phức tap, pyruvate vi oxy hóa thành CO 2 và một gốc acetyl 2C, chất này gắn với một coenzym A (CoA) tạo ra chất acetyl - CoA Khi pyruvate được oxy hóa, điện từ và ion H+ bị lấy đi, và NAD+ lại là chất nhận điện từ và ion H+ để tạo ra NADH , Chuỗi phản ứng có thể được tóm tắt trong phương trình sau :

1 acid pyruvic + 2HS - CoA +2 NAD → 2CH - C - SCoA +2 CO ₂ 2 + 2 NADH + 2H+

Nếu đi từ glucose, quá trình oxy hóa hoàn toàn chia quá trình này ra làm 4 giai đoạn chính : phân giải glucose thành pyruvate ( xem quá trình đường phân ) ; chuyển hóa pyruvate thành acetyl - CoA ; oxy hóa acetyl - CoA thông qua chu trình Krebs

Chuyển hóa pyruvate thành acetyl - CoA: Phức hợp đa enzyme pyruvate dehydrogenase trước hết oxy hóa pyruvate thành CO 2 và acetyl - CoA cũng là một phân tử cao năng bao gồm coenzyme A và acid acetic nối với nhau qua liên kết cao năng thiol este Acetyl - CoA sẽ bị phản giải tiếp trong chu trình Krebs.

Việc tạo ra năng lượng , sử dụng năng lượng và coenzyme khử qua quá trình đường phân ( glycolysis ) và chu trinh Krebs được tôm tắt như sau :

2 Pyruvate 2acety - CoA 2NADH → 6 ATP

2 a - Ketoglutarate → 2 succinyl - CoA 2NADH → 6 ATP

2 Succinyl - CoA → 2 succinate 2ATP (hoặc 2 GTP)

Khi oxy hóa hoàn toàn một phân tử glucose sẽ thu được 686 kcal, nhưng để tổng hợp ATP tử ADP cần cung cấp khoảng 9 kcal / mol Nếu toàn bộ năng lượng phân giải một mol glucose đểu được dùng tổng hợp ATP thì sẽ thu được 686; 9 = 76 mol ATP.

Thực tế chỉ tạo ra 38 mol ATP, chiếm 50 % tổng số năng lượng , vậy còn 50 % được giải phóng ra dưới dạng nhiệt năng

Phương trình tổng quát của chu trình Krebs; Acetyl CoA + 3H O + 3NAD + FAD + ₂ADP + Pi → 2CO + 3NADH + 3H + FADH + CoASH + ATP + ₂ ₂

Hô hấp hiếu khí

Hô hấp hiếu khí là quá trình oxi hóa các phân tử hữu cơ, mà chất nhận electron cuối cùng là oxi phân tử (O 2 ) Đây là cách hô hấp của các vi sinh vật nhỏ bé Ở vi sinh vật nhân thực, chuỗi truyền electron ở màng trong ti thể, còn sinh vật nhân sơ diễn ra ngay trên màng sinh chất.

Vi sinh vật là những cơ thể nhỏ bé, chúng ta chỉ nhìn rõ chúng dưới kính hiển vi Đặc điểm chung của chúng là hấp thụ và chuyển hóa chất dinh dưỡng rất nhanh, sinh trưởng và sinh sản nhanh, phân bố rộng Trong tự nhiên, vi sinh vật có mặt ở khắp mọi nơi, trong các môi trường và điều kiện sinh thái đa dạng.

Trong môi trường có oxi phân tử, một số vi sinh vật tiến hành hô hấp hiếu khí Còn khi môi trường không có oxi phân tử, vi sinh vật sẽ tiến hành lên men hoặc hô hấp kị khí

Sản phẩm cuối cùng của quá trình phân giải đường là CO 2 và H 2 O Ở vi khuẩn, khi phân giải một phân tử Glucôzơ, tế bào sẽ tích lũy được 38 ATP, tức là chiếm 40% năng lượng của phân tử Glucose Có một số vi sinh vật hiếu khí, khi môi trường thiếu một số nguyên tố vi lượng làm rối loạn trao đổi chất ở giai đoạn kế tiếp với chu trình

Crebs Như vậy, loại vi sinh vật này thực hiện hô hấp không hoàn toàn.

Hình 1 7 Quá trình hô hấp hiếu khí vi sinh vật

3.2.1 Hô hấp hiếu khí xảy ra ở đâu?

Là quá trình xảy ra trong môi trường có O 2 , hô hấp hiếu khí chỉ thực hiện được khi có sự tham gia của O 2 trong hô hấp Hô hấp hiếu khí cùng với hô hấp kị khí, là một phần thuộc hô hấp ở xây xanh Hô hấp hiếu khí được thực hiện qua nhiều con đường khác nhau:

 Đường phân – chu trình Krebs.

 Đường phân – chu trình Glioxilic (ở thực vật).

 Oxy hoá trực tiếp (ở VSV)

 Đường phân – chu trình Krebs

Hô hấp hiếu khí theo con đường đường phân – chu trình Krebs là con đường chính của hô hấp tế bào xảy ra phổ biến ở mọi sinh vật, ở mọi tế bào Hô hấp hiếu khí theo con đường này xảy ra qua 3 giai đoạn:

 Đường phân tiến hành trong tế bào chất.

 Chu trình Crebs tiến hành trong cơ chất ty thể.

 Chuỗi hô hấp tiến hành trên màng trong ty thể. Đường phân: đường phân là quá trình phân huỷ phân tử glucose tạo acid pyruvic và NADH Điểm đặc biệt của đường phân là không phải phân tử đường tự do phân giải mà phân tử đường đã được hoạt hoá bởi việc gắn gốc P vào mới bị phân huỷ Ở dạng đường – photphat phân tử trở nên hoạt động hơn nên dễ biến đổi hơn.

Hình 1 8 Quá trình đường phân trong hô hấp ở vi sinh vật Đường phân được chia làm 2 giai đoạn:

 Phân cắt phân tử glucose thành 2 phân tử trioza: AlPG và PDA.

 Biến đổi AlPG và PDA thành acid pyruvic.

Kết quả đường phân có thể tóm tắt là: C 6 H 1 2O 6 + 2NAD + ADP + 2H 3 PO 4 → 2CH 3 COCOOH + 2NADH + H+ + 2ATP

Trong hô hấp hiếu khí, acid pyruvic tiếp tục phân huỷ qua chu trình Crebs, còn 2 NADH + H+ thực hiện chuỗi hô hấp để tạo H2O: 2NADH + H+ + O 2 → 2NAD + 2H 2 O

Vậy kết quả của đường phân trong hô hấp hiếu khí là: C 6 H 12 O 6 + O 2 → 2CH 3 COCOOH +2H 2 O

Chu trình Crebs: sản phẩm của đường phân là acid pyruvic sẽ tiếp tục phân huỷ qua chu trình Crebs.

Phân huỷ glucose qua đường phân không phải là con đường duy nhất mà còn có nhiều con đường khác, trong đó, chu trình Pentozo P là con đường phổ biến hơn cả Con đường Pentozo P được phát hiện đầu tiên ở nấm enzyme, sau đó ở động vật và cuối cùng ở thực vật

Khác với đường phân, con đường Pentozo – P không phân huỷ glucose thành 2 triose mà glucose bị oxy hoá và decacboxyl hoá để tạo ra các Pentozo – P Từ các Pentozo P tái tạo lại glucozo P Con đường Pentozo – P xảy ra trong tế bào chất cùng với đường phân, vì vậy, có sự cạnh tranh với đường phân.

Từ glucozo – P, nếu được enzyme glucozo – 6P – izomerase xúc tác sẽ biến thành fructozo 6P và đường phân sẽ xảy ra Còn nếu enzyme glucozo 6P -dehydrogenase hoạt động nó sẽ oxy hoá glucozo 6P thành acid 6P – gluconic và con đường pentozo P xảy ra.

Cũng như chu trình Krebs, con đường phân huỷ glucose theo chu trình Pentozo P cũng xảy ra theo 2 phần:

 Phân huỷ glucose tạo CO 2 và NADPH 2

 NADPH2 thực hiện chuỗi hô hấp tạo H 2 O.

Quá trình đó xảy ra một cách tổng quát là:

 12H 2 + 6O 2 → 12 H 2 O Kết quả chung là: C 6 H 12 O 6 + 6H 2 O → 6CO 2 + 6H 2 O

Hình 1 9 Chu trình Krebs trong hô hấp ở vi sinh vật

Quá trình phân huỷ acid pyruvic qua chu trình Krebs được thực hiện tại cơ chất ty thể do nhiều hệ enzyme xúc tác Phần lớn các phản ứng trong chu trình là decacboxyl hoá và dehydro hoá acid pyruvic Chu trình xảy ra qua 2 phần:

 Phân huỷ acid pyruvic tạo CO 2 và các coenzime khử (NADH – H+, FADH 2 ).

 Các coenzime khử thực hiện chuỗi hô hấp.

Kết quả của chu trình là:

Nếu kết hợp giai đoạn đường phân ta có phương trình tổng quát của hô hấp là:

Hô hấp kị khí

Hô hấp kị khí hay còn gọi là hô hấp yếm khí là quá trình phân giải cacbonhidrat để thu năng lượng cho tế bào, chấp nhận electron cuối cùng của chuỗi truyền electron là một phân tử vô cơ không phải là oxi phân tử Ví dụ chất nhận electron cuối cùng là NO3 trong hô hấp nitrat, SO4 trong hô hấp sunphat.

Những chất nhận electron cuối này có khả năng khử kém hơn O2, có nghĩa là có năng lượng được sản sinh ra trên mỗi phân tử bị ôxi hóa ít hơn Vì vậy, ta có thể nói rằng, hô hấp yếm khí kém hiệu quả hơn

Nguyên liệu được sử dụng trong hô hấp kị khí là đường đơn, trải qua quá trình đường phân và cho ra sản phẩm cuối cùng là ATP Quá trình này xảy ra ở môi trường không có O2 tại màng sinh chất của sinh vật nhân thực (Không có bào quan ty thể).

Hô hấp yếm khí được sử dụng chủ yếu bởi các vi khuẩn và cổ khuẩn sống trong môi trường thiếu thốn ôxi Nhiều sinh vật yếm khí thuộc trong dạng yếm khí bắt buộc, tức là chúng sẽ chỉ hô hấp được với những hợp chất yếm khí và sẽ chết nếu có sự hiện diện của ôxi.

Hình 1 10 Quá trình hoạt động của hô hấp kị khí

3.3.1 Hô hấp kỵ khí xảy ra ở môi trường nào? Để giải đáp thắc mắc này, trước hết các bạn cần hiểu hô hấp kị khí chính là quá trình phân hủy glucose trong điều kiện không có sự tham gia của O 2 Bên cạnh đó, giai đoạn đầu của quá trình hô hấp này được gọi là đường phân.

Tuy nhiên, đối với loại hô hấp này, đường phân chỉ thường xảy ra trong giai đoạn glucose được phân hủy thành acid pyruvic và NADH – H+ Ngược lại, giai đoạn

NADH – H+ lại thực hiện chuỗi hô hấp không xảy ra vì không có sự tham gia của O 2

Vì vậy, kết quả đường phân trong loại hô hấp này đó chính là: C 6 H 12 O 6 → 2CH 3 COCOOH + 2NADH+H+.

Cùng với đó, giai đoạn tiếp theo trong quá trình hô hấp kị khí đó chính là biến đổi acid pyruvic trở thành các sản phẩm như etanol, acid lactic,…Vì vậy, giai đoạn này còn được gọi với cái tên đó là lên enzyme và hai quá trình lên enzyme phổ biến nhất đó là lên enzyme rượu và lên enzyme lactic,….

Hình 1 11 Các loại hô hấp kị khí

Lên enzyme lactic hiện nay chính là quá trình hô hấp dạng kị khí phổ biến ở nhiều vi sinh vật đồng thời cũng xảy ra ở một số mô thực vật trong điều kiện thiếu O 2 Quá trình lên enzyme này xảy ra theo hai con đường khác nhau Trong giai đoạn đường phân, sau khi AIPG được tạo ra thì AIPG không bị oxy hóa thành A 13 PG như trong đường phân nữa mà biến đổi một cách trực tiếp thành acid lactic.

Lên enzyme rượu hiện nay cũng được xem là hình thức hô hấp kị khí phổ biến diễn ra ở một số nhóm vi sinh vật và ở một số mô thực vật Quá trình lên enzyme này cũng được xảy ra qua 2 giai đoạn chính đó là:

  Đường phân phân hủy glucose thành chất acid pyruvic và NADH– H+

  Quá trình lên enzyme rượu được diễn ra theo công thức sau:

  2CH 3 COCOOH → 2CH 3 CHO + 2CO 2

  2CH 3 CHO + 2NADH + H+ → 2CH 3 CH 2 OH + 2NAD

  Kết quả chung nhận được: C 6 H 12 O 6 → 2CH 3 CH 2 OH + 2CO 2

ỨNG DỤNG CỦA LÊN MEN RƯỢU ( SẢN XUẤT RƯỢU, BIA) 15 1 Bản chất của quá trình lên men rượu

Tiêu đề	Sự Chuyển Hóa Của Glucose Trong Nấm Men Saccharomyces Cerevisiae Và Ứng Dụng Trong Sản Xuất Rượu, Bia
Tác giả	Huỳnh Thụy Hoàng Lam, Phạm Thị Bình An
Trường học	Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm Tp. Hcm
Chuyên ngành	Hóa Sinh Học Thực Phẩm
Thể loại	bài tập cuối kỳ
Năm xuất bản	2022
Thành phố	Tp Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	44
Dung lượng	1,67 MB