Глюкозын исгэх нь согтууруулах ундаа бэлтгэх гол урвалуудын нэг юм. Үүнийг янз бүрийн аргаар хийж болох бөгөөд тус бүрдээ бие даасан бүтээгдэхүүн бий болдог. Энэ үйл явц нь хоол хийх, дарс, архины бүтээгдэхүүн хийхээс эхлээд бидний бие махбодид үзүүлэх хариу үйлдэл хүртэл бидний амьдралын олон салбарт гол үүрэг гүйцэтгэдэг.
Түүх
Глюкоз болон бусад сахар исгэх үйл явцыг эртний хүмүүс хэрэглэж байсан. Тэд бага зэрэг исгэсэн хоол идсэн. Ийм хоол нь илүү аюулгүй байсан, учир нь энэ нь согтууруулах ундаа агуулсан бөгөөд олон хортой бактери үхдэг. Эртний Египет, Вавилонд хүмүүс чихэрлэг ундаа, сүүг хэрхэн исгэхийг аль хэдийн мэддэг байжээ. 18-р зууны сүүлчээр хүмүүс энэ үйл явц, түүний төрөл зүйл, сайжруулах боломжуудыг илүү сайн судалж чадсанаар квас, шар айраг исгэх, дарс архи зэрэг үйлдвэрүүд маш сайн хөгжиж байв.
Исгэх төрөл
Хачирхалтай нь, гэхдээ энэ үйл явц нь өөр юм. Эцсийн бүтээгдэхүүнээр глюкозын исгэх төрлүүд байдаг. Тиймээс сүүн хүчил, архи, нимбэгийн хүчил, ацетон, бутирик болон бусад хэд хэдэн бодис байдаг. Төрөл бүрийн талаар бага зэрэг ярилцъятус тусад нь. Глюкозын сүүн хүчлийн исгэх нь тараг, цөцгий, kefir, зуслангийн бяслаг зэрэг бүтээгдэхүүнийг бэлтгэх гол үйл явц юм. Энэ нь хүнсний ногоог хадгалахад ашиглагддаг бөгөөд бидний биед гол үүрэг гүйцэтгэдэг: хүчилтөрөгчийн дутагдалтай нөхцөлд глюкоз нь эцсийн бүтээгдэхүүн болох сүүн хүчил болж хувирдаг бөгөөд энэ нь сургалтын үеэр болон дараа нь булчинд өвдөлт үүсгэдэг.
Спиртийн исгэх нь эцсийн бүтээгдэхүүн болох этилийн спирт үүсдэгээрээ ялгаатай. Энэ нь бичил биетний тусламжтайгаар үүсдэг - мөөгөнцрийн. Мөн энэ нь хоол хийхэд гол үүрэг гүйцэтгэдэг, учир нь үндсэн бүтээгдэхүүнээс гадна глюкозыг согтууруулах ундаагаар исгэх явцад нүүрстөрөгчийн давхар исэл ялгардаг (энэ нь мөөгөнцрийн зуурмагийн сүр жавхланг тайлбарлаж байна).
Нимбэгийн хүчил исгэх нь таны таамаглаж байгаачлан нимбэгийн хүчил үүсэх үед үүсдэг. Энэ нь тодорхой төрлийн мөөгөнцрийн нөлөөн дор үүсдэг бөгөөд бидний биеийн бүх эсийн амьсгалыг хангадаг Кребс мөчлөгийн нэг хэсэг юм.
Ацетон-бутил исгэх нь бутирик исгэхтэй маш төстэй. Үүний үр дүнд бутирик хүчил, бутил ба этилийн спирт, ацетон, нүүрстөрөгчийн давхар исэл үүсдэг. Бутирийн исгэх нь зөвхөн нэр агуулсан хүчил ба нүүрстөрөгчийн давхар ислийг үүсгэдэг.
Одоо бид бүх төрлийг илүү нарийвчлан авч үзэх болно, гэхдээ хамгийн энгийн зүйл болох глюкозыг согтууруулах ундаагаар исгэхээс эхэлье. Бүх хариу үйлдэл болон тэдгээрийн явцын нарийн ширийн зүйлийг нарийвчлан шинжлэх болно.
Архи исгэх
Глюкозын исгэх үйл явцын талаар бага зэрэг яръя, тэгшитгэл нь:S6N12O6 =2S2N 5OH + 2CO2. Энэ урвалаас юу сурч болох вэ? Бид этилийн спирт, нүүрстөрөгчийн давхар исэл гэсэн хоёр бүтээгдэхүүнтэй. Сүүлчийн улмаас бид мөөгөнцрийн зуурмагийн хаваныг ажиглаж байна. Мөн эхнийхээс болж бид дарс, дарсны ундааны мартагдашгүй амтыг авах боломжтой болсон. Гэвч үнэн хэрэгтээ энэ бол зүгээр л хялбаршуулсан тэгшитгэл юм. Глюкозыг бүрэн исгэх урвал нь илүү төвөгтэй тул үүнийг бага зэрэг задалцгаая.
Гликолиз гэх мэт процесс байдаг. Шууд утгаараа түүний нэрийг "элсэн чихэр хуваах" гэж орчуулдаг. Энэ нь бие махбодид тохиолддог бөгөөд түүний дайвар бүтээгдэхүүн нь пирувийн хүчил бөгөөд гол нь аденозин трифосфат (ATP) бөгөөд энэ урвалын явцад өөр нэгдлээс үүсдэг. ATP нь бие махбод дахь эрчим хүчний тээвэрлэгч бөгөөд үнэндээ гликолиз нь бидний биеийг эрчим хүчээр хангадаг гэж бид хэлж чадна.
Бид яагаад ч юм энэ үйл явцыг хөндсөн. Үнэн хэрэгтээ исгэх нь гликолизтэй маш төстэй байдаг, учир нь эхний шат нь тэдний хувьд яг адилхан байдаг. Глюкозыг согтууруулах ундаагаар исгэх нь гликолизийн үргэлжлэл гэж хэлж болно. Сүүлчийн явцад үүссэн пируват (пирувын хүчлийн ион) нь дайвар бүтээгдэхүүн болох нүүрстөрөгчийн давхар ислийг ялгаруулж ацетальдегид (CH3-C(O)H) болж хувирдаг. Үүний дараа үүссэн бүтээгдэхүүн нь бактерид агуулагдах NADH коэнзимээр багасдаг. Бууруулах нь этилийн спирт үүсэхэд хүргэдэг.
Иймээс глюкозыг этилийн спирт болгон исгэх урвал дараах байдалтай байна:
1)C6H12O6=2 C3H4O3 + 4 H+
2) C3H4O3=CH3 -COH + CO2
3) CH3-COH + NADH + H+=C2H 5OH + NAD+
NADH нь урвалын катализаторын үүрэг гүйцэтгэдэг ба NAD ион+нь гликолизийн эхний үе шатанд гол үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд согтууруулах ундааны исэлтийн төгсгөлд үүсдэг. процесс руу буцна.
Судлж буй дараагийн төрлийн урвал руу орцгооё.
Глюкозын сүүн хүчлийн исгэх
Энэ зүйл нь мөөгөнцрийн нөлөөн дор биш, харин сүүн хүчлийн бактерийн тусламжтайгаар үүсдэгээрээ архинаас ялгаатай. Тиймээс бид огт өөр бүтээгдэхүүнтэй болсон. Мөн бид шаргуу ажиллаж, хүчилтөрөгчийн дутагдалд орох үед булчинд сүүн хүчлийн исгэх үүсдэг.
Энэ процесс нь хоёр төрөлтэй. Эхнийх нь гомоферментатив исгэх явдал юм. Хэрэв та "хомо" гэсэн угтварыг сонсож байсан бол энэ нь ямар утгатай болохыг ойлгосон байх. Гомоферментатив исгэх нь нэг ферменттэй холбоотой процесс юм. Эхний үе шатанд гликолиз үүсч, пирувийн хүчил үүсдэг. Дараа нь үүссэн пируватыг (уусмалд энэ хүчил нь зөвхөн ион хэлбэрээр байж болно) NADH+H ба лактат дегидрогеназа ашиглан устөрөгчжүүлнэ. Үүний үр дүнд бууруулах бүтээгдэхүүн нь сүүн хүчил бөгөөд энэ нь урвалын явцад олж авсан бүх бүтээгдэхүүний 90 орчим хувийг бүрдүүлдэг. Гэхдээ энэ нэгдэл нь хоёр хэлбэрээр үүсч болноөөр өөр изомерууд: D ба L. Эдгээр төрлүүд нь бие биенийхээ толин тусгал дүрс бөгөөд үр дүнд нь бидний биед янз бүрийн байдлаар нөлөөлдөг гэдгээрээ ялгаатай. Аль изомер үүсэх нь лактатын дегидрогеназын бүтцийг тодорхойлдог.
Хоёулаа сүүн хүчлийн исгэх хоёр дахь төрөл болох гетероферментатив руу шилжье. Энэ процесс нь хэд хэдэн ферментийг хамардаг бөгөөд илүү нарийн төвөгтэй замаар явагддаг. Үүнээс болж урвалын явцад илүү олон төрлийн бүтээгдэхүүн үүсдэг: сүүн хүчлээс гадна цууны хүчил, этилийн спиртийг тэндээс олж болно.
Тиймээс бид сүүн хүчлийн исгэх аргыг авч үзсэн. Энэ бол зуслангийн бяслаг, ааруул, айраг, kefir зэрэг амтыг мэдрэх үйл явц юм. Глюкозын сүүн хүчлийн исгэх ерөнхий урвалыг нэгтгэн дүгнэж бичье: C6H12O6=2 C 3H6O3. Мэдээжийн хэрэг, энэ нь гомоферментацийн исгэх үйл явцын хялбаршуулсан диаграмм юм, учир нь гетероферментацийн исгэх үйл явцын диаграмм хүртэл маш нарийн төвөгтэй байх болно. Химичид глюкозын сүүн исгэх үйл явцыг судалж, түүний бүрэн механизмыг тодруулсаар байгаа тул сайжруулах зүйл байсаар байна.
Нимбэгний хүчил исгэх
Ийм төрлийн исгэх урвал нь согтууруулах ундааны нэгэн адил тодорхой омгийн мөөгний нөлөөн дор үүсдэг. Энэ урвалын бүрэн механизм хараахан бүрэн ойлгогдоогүй байгаа бөгөөд бид зөвхөн зарим хялбаршуулсан зүйлд найдаж болно. Гэсэн хэдий ч үйл явцын эхний үе шат нь гликолиз гэсэн саналууд байдаг. Дараа нь пирувийн хүчил болж хувирдагянз бүрийн хүчил болж хувирч, нимбэг рүү ирдэг. Энэ механизмын улмаас бусад хүчил нь глюкозын бүрэн бус исэлдэлтийн бүтээгдэхүүн болох урвалын орчинд хуримтлагддаг.
Энэ процесс нь хүчилтөрөгчийн нөлөөн дор явагдах ба ерөнхийд нь дараах тэгшитгэлээр бичиж болно: 6 +3O2=2C 6N8O 7 + 4H2O. Энэ төрлийн исгэхийг илрүүлэхээс өмнө хүмүүс нимбэгийн хүчлийг зөвхөн харгалзах модны жимсийг шахаж гаргаж авдаг байв. Гэвч энэ хүчил нимбэгэнд 15%-иас ихгүй байдаг тул энэ арга нь ашиггүй болж, энэ урвалыг нээсний дараа бүх хүчлийг исгэх замаар гаргаж авч эхэлсэн.
Бутирийн исгэх
Дараагийн төрөл рүү орцгооё. Энэ төрлийн исгэх нь бутирик хүчлийн бактерийн нөлөөн дор явагддаг. Тэдгээр нь өргөн тархсан бөгөөд тэдгээрийн үүсгэсэн үйл явц нь биологийн чухал мөчлөгт гол үүрэг гүйцэтгэдэг. Эдгээр бактерийн тусламжтайгаар үхсэн организмын задрал үүсдэг. Урвалын явцад үүссэн бутирийн хүчил нь үнэрээрээ цэвэрлэгчдийг татдаг.
Энэ төрлийн исгэхийг үйлдвэрт ашигладаг. Таны таамаглаж байгаагаар тэд бутирик хүчил авдаг. Түүний эфирийг үнэртэй ус үйлдвэрлэхэд өргөн ашигладаг бөгөөд өөрөөсөө ялгаатай нь тааламжтай үнэртэй байдаг. Гэсэн хэдий ч бутирик исгэх нь үргэлж ашигтай байдаггүй. Энэ нь хүнсний ногоо, лаазалсан хоол, сүү болон бусад бүтээгдэхүүнийг сүйтгэж болно. Гэхдээ энэ нь зөвхөн бутирик хүчлийн бактери бүтээгдэхүүнд нэвтэрсэн тохиолдолд л тохиолдож болно.
Бутирийн механизмд дүн шинжилгээ хийцгээеглюкозын исгэх. Түүний хариу үйлдэл дараах байдалтай байна: C6H12O6 → CH3CH2CH2COOH + 2CO2↑ + 2H 2 . Үүний үр дүнд энерги үүсдэг бөгөөд энэ нь бутирик бактерийн амин чухал үйл ажиллагааг хангадаг.
Ацетон-бутил исгэх
Энэ төрөл нь бутириктэй маш төстэй. Зөвхөн глюкоз төдийгүй глицерол, пирувийн хүчил нь ийм аргаар исгэж чаддаг. Энэ процессыг хоёр үе шатанд хувааж болно: эхний (заримдаа хүчиллэг гэж нэрлэдэг) нь үнэндээ бутирик исгэх явдал юм. Гэсэн хэдий ч бутирик хүчилээс гадна цууны хүчил ялгардаг. Ийм аргаар глюкозыг исгэх үр дүнд бид хоёр дахь шатанд (ацетонобутил) ордог бүтээгдэхүүнийг авдаг. Энэ бүх үйл явц нь нянгийн нөлөөн дор явагддаг тул орчин нь хүчиллэгжих үед (хүчиллэгийн концентраци нэмэгдэх) нянгаар тусгай ферментүүд ялгардаг. Эдгээр нь глюкозын исгэх бүтээгдэхүүнийг n-бутанол (бутил спирт) ба ацетон болгон хувиргахад хүргэдэг. Үүнээс гадна зарим этанол үйлдвэрлэж болно.
Бусад төрлийн исгэх
Энэ жагсаасан таван төрлийн процессоос гадна өөр хэд хэдэн зүйл бий. Жишээлбэл, энэ нь цууны исгэх явдал юм. Мөн олон бактерийн үйл ажиллагааны дор үүсдэг. Энэ төрлийн исгэх нь даршилж байхдаа ашигтай зорилгоор ашиглаж болно. Энэ нь хоолыг эмгэг төрүүлэгч, аюултай бактериас хамгаалдаг. Мөн шүлтлэг эсвэл метан исгэх үйл явц байдаг. Өмнөх төрлүүдээс ялгаатай нь энэ төрөлихэнх органик нэгдлүүдэд исгэх ажлыг хийж болно. Олон тооны нарийн төвөгтэй урвалын үр дүнд органик бодисууд метан, устөрөгч, нүүрстөрөгчийн давхар исэл болж хуваагддаг.
Биологийн үүрэг
Исгэх нь амьд организмаас эрчим хүч олж авах хамгийн эртний арга юм. Зарим амьтад замдаа энерги хүлээн авч органик бодис үйлдвэрлэдэг бол зарим нь эдгээр бодисыг устгаж, мөн энерги хүлээн авдаг. Бидний бүх амьдрал үүн дээр тулгуурладаг. Бидний хүн нэг бүрд исгэх нь нэг хэлбэрээр эсвэл өөр хэлбэрээр явагддаг. Бид дээр хэлсэнчлэн эрчимтэй бэлтгэл хийх үед булчинд сүүн хүчлийн исгэх процесс үүсдэг.
Өөр юу унших вэ?
Хэрэв та энэхүү маш сонирхолтой үйл явцын биохимийн талаар сонирхож байгаа бол хими, биологийн хичээлийн сурах бичгүүдээс эхлэх хэрэгтэй. Их сургуулийн олон сурах бичгүүд маш нарийвчилсан байдаг тул уншсаны дараа та энэ салбарын мэргэжилтэн болох боломжтой.
Дүгнэлт
Энд бид төгсгөлд ирлээ. Бид амьд организмын үйл ажиллагаанд болон манай салбарт маш чухал үүрэг гүйцэтгэдэг глюкозын исгэх бүх төрлүүд болон эдгээр үйл явцын ерөнхий зарчмуудад дүн шинжилгээ хийсэн. Ирээдүйд бид энэ эртний үйл явцын өөр хэд хэдэн төрлийг олж илрүүлж, бидэнд аль хэдийн мэдэгдэж байсан шигээ өөрт ашигтайгаар хэрхэн ашиглах талаар суралцах боломжтой.
