アルコールおよび乳酸発酵とは?

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著者: Peter Berry
作成日: 18 Aug. 2021
更新日: 1 J 2024
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高校生物「発酵(乳酸発酵・アルコール発酵)」
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最も一般的な2つの発酵タイプは アルコール そして 乳酸発酵.

アルコール発酵は最もよく知られているかもしれませんが(そしてワイン、ビール、発酵茶、パン、ソーセージなどの多くの食品や飲料で見られます)、乳酸発酵は最も古いと考えられています。チーズ、ヨーグルト、ケフィア、ザワークラウト、漬物などの発酵食品は、世界中のほぼすべての文化で発見されており、何千年も遡ります。

乳酸発酵とアルコール発酵を比較対照するために、両方とも酸化還元反応であり、解糖を伴います。

アルコール発酵 酵母などの微生物で発生し、グルコースを二酸化炭素に放出されるエネルギーに変換します。結果として生じる副産物はエタノール(エチルアルコールまたは単にアルコールとも呼ばれます)と呼ばれます。 乳酸発酵 特定の細菌、酵母、筋肉細胞で発生し、グルコースをエネルギーに変換します。その副産物は乳酸です。乳酸発酵は、乳酸菌を使用する食品産業でも使用されています。

発酵における酵母と細菌の役割

アルコール発酵には、多くの場合、 サッカロミセス・セレビシエ、(一般的にパン酵母として知られています)、砂糖(サッカロ)、菌類(菌類)、ビール(セレビシエ)に由来します。新石器時代にさかのぼる酵母発酵は、ビール、ワイン、パン、バイオ燃料の生産プロセスに不可欠です。

発酵には、酸またはアルコールのレベルを高める多数の微生物の導入が含まれます。 S. セレビシエ 発酵はデンプンを単糖に変換し、酵母はそれを消費して二酸化炭素とアルコールを生成します。

簡単に言えば、細胞が繁殖するにつれて、酵母は糖分を消費します。細胞は、すべての糖が消費され、酵母が消費されるまで増殖し続けます。その後、酵母は容器の底に落ち着きます。このプロセスは、最終結果がアルコールでもバイオ燃料でも同じです。

乳酸oba菌 乳酸発酵で使用される最も一般的な細菌です。果物サンプルに含まれる糖は、乳酸を自然に生成します。乳酸はpHを低下させ、成長できる微生物の数を減らします。これは効果的に食物を保存します。これは、一般的に酸洗だけでなく、ヨーグルトや、ザワークラウトやキムチなどの発酵食品の製造にも使用されます。

乳酸菌は一部の食品に自然に含まれており、主に「スターター」として使用されます。つまり、発酵プロセスが開始されます。食品中にすでに存在する炭水化物が反応を続けます。これが、異なる時間で「熟成」したチーズのフレーバーが異なる理由です。

アルコール発酵と乳酸発酵

アルコール発酵は、酵母と砂糖を使用してエネルギーを生成する化学反応であり、溶液の泡として見ることができます。好気性または嫌気性(酸素の存在下または非存在下で作業)です。二酸化炭素が除去された後、得られたアセトアルデヒドは還元されてエタノールを形成します。酵母はエタノールを代謝できません。親細胞に関する限り、それは廃棄物です。

乳酸発酵は、嫌気性呼吸の解糖後に起こるプロセスとして定義できます。乳酸デヒドロゲナーゼと呼ばれる酵素は解糖を開始する反応を促し、その過程で乳酸を形成します。

この乳酸は乳酸にプロトン化し、酸素が再導入されて有酸素呼吸が戻るまで筋肉細胞に蓄積し続けます。 (「プロトン化」とは、プロトンを別の原子または分子に加えて結合を形成し、乳酸を酸に変換することを意味します。)乳酸発酵は嫌気呼吸を介し​​て起こります。これにより、筋肉が細胞呼吸からエネルギーを得ることを防ぎます。

主に、乳酸発酵はエチルアルコール発酵とは異なり、エタノールではなく乳酸が副産物として生成されます。酸素にさらされると、乳酸分子は二酸化炭素と水に分解されます。食品の製造に使用すると、この乳酸は糖分を分解し、食品の腐敗を防ぎます。

アルコール発酵は、酸素のある環境とない環境の両方で起こりますが、結果は異なります。

乳酸が体に及ぼす影響

運動後に起こる筋肉痛は、乳酸の蓄積が原因です。定期的な活動では、肺は体の酸素需要に対応できますが、運動中はより多くのエネルギーが必要です。これにより酸素が不足するため、嫌気性呼吸が始まります。これは好気性呼吸ほど効率的ではなく、このプロセスにより乳酸が生成されます。

多くの場合、廃棄物と見なされますが、乳酸は肝臓でリサイクルされ、そこでグルコースに変換されます。場合によっては、乳酸の蓄積が吐き気、呼吸困難、脱力感を引き起こす可能性があります。体が回復する時間がない場合、尿酸結晶が関節に蓄積し、痛風として知られる痛みを引き起こすことがあります。