تنتج الطاقة عن عملية التخمر دون استخدام أحد العناصر الهامة في الطبيعة، حيث إن عملية التخمر هي عملية إستخلاص الطاقة من تفاعلات الأكسدة والإختزال للمركبات، وفي هذا المقال سنتحدث بالتفصيل عن عملية التخمر، كما وسنوضح ما هو العنصر الذي لا يستخدم في هذه العملية.
ما المقصود بعملية التخمر
المحتويات
عملية التخمر (بالإنجليزية: Fermentation)، هي عملية التمثيل الغذائي التي تنتج تغيرات كيميائية في الركائز العضوية من خلال عمل الإنزيمات، وفي الكيمياء الحيوية يتم تعريف التخمر على أنه علمية إستخراج الطاقة من الكربوهيدرات في الغذاء، وعند الكائنات الحية الدقيقة، يعتبر التخمر هو الوسيلة الأساسية لإنتاج أدينوسين ثلاثي الفوسفات ATP، وذلك عن طريق تحلل المغذيات العضوية اللاهوائية، وفي الواقع إستخدم البشر التخمير لإنتاج المواد الغذائية والمشروبات منذ العصر الحجري، وعلى سبيل المثال يستخدم التخمير كطريقة للحفظ في عملية ينتج عنها حمض اللاكتيك الموجود في الأطعمة الحامضة، مثل الخيار المخلل والكومبوتشا واللبن، وكذلك يستخدم التخمر لإنتاج المشروبات الكحولية مثل النبيذ والبيرة، ويحدث التخمير أيضاً داخل الجهاز الهضمي لجميع الحيوانات بما في ذلك البشر.
يحدث التخمر بفعل ميكروبات مثل البكتيريا و العفن و الخميرة، وعلى سبيل المثال نجد أن الفطريات أو العفن تعمل على إنتاج البنسلين من خليط السكر مع الأملاح المعدنية، كما وتقوم الخميرة بتحليل السكر الناتج عن الحبوب المنقوعة في الماء إلى غاز الكحول الإيثيلي وثاني أكسيد الكربون عند صناعة البيرة، وكذلك يعتبر التخمر الأساس في إنتاج الخبز والجبن و اللبن الرائب.[1]
تنتج الطاقة عن عملية التخمر دون استخدام
تنتج الطاقة عن عملية التخمر دون استخدام الأكسجين، حيث أنه يتم إستخلاص الطاقة من الكربوهيدرات في غياب الأكسجين، وإن عملية التخمير تعتبر مسار لا هوائي أي لا تحتاج إلى الأكسجين من اجل تكسير الجلوكوز، وهو المسار الذي تقوم به أنواع عديدة من الكائنات الحية والخلايا، حيث أنه في عملية التخمير يكون المسار الوحيد لإستخراج الطاقة هو تحلل السكر، وكل هذا يحدث بسبب أن في أغلب الحالات لا يتوفر الأكسجين في العملية، كما وأنه مع وجود الأكسجين الوفير، قد تفضل خلايا الخميرة عملية التخمر بالإعتماد على الفسفرة التأكسدية وذلك لا يحتاج لوجود أكسجين، وإن أقرب مثال على ندرة الأكسجين في عملية التخمر، هو عملية التخمير في عضلات الثدييات خلال فترات ممارسة النشاطات المكثفة، وذلك عندما تصبح مصادر الأكسجين محدودة جداً، مما يؤدي إلى إنتاج حمض اللاكتيك.[2]
شاهد ايضاً: ما اسم العملية التي تستعمل الأكسجين لتحليل الجلوكوز
أنواع عملية التخمر
هناك العديد من أنواع عمليات التخمر سواء كانت هذه العمليات طبيعية أو صناعية، حيث أن التخمير هو أي عملية إستقلابية يؤدي فيها نشاط الكائنات الحية الدقيقة إلى إحداث تغيير مرغوب فيه في الأطعمة والمشروبات، سواء كان ذلك لزيادة النكهة، أو للحفاظ على المواد الغذائية، أو لتوفير فوائد صحية، وهناك ثلاثة أنواع مختلفة من التخمير التي يستخدمها الإنسان وهي كالآتي:[3]
- تخمير حمض اللاكتيك (بالإنجليزية: Lactic Acid Fermentation): حيث تقوم سلالات الخميرة والبكتيريا بتحويل النشويات أو السكريات إلى حمض اللاكتيك، ولا تتطلب عملية التخمير هذه أي حرارة.
- تخمير الإيثانول (بالإنجليزية: Ethanol Fermentation): والمعروف بإسم تحلل السكر، وهو عملية تحويل النشأ أو السكريات إلى جزيئات كحول وثاني أكسيد الكربون.
- تخمير حمض الخليك (بالإنجليزية: Acetic Acid Fermentation): وهي عملية تحويل النشويات والسكريات في الحبوب والفاكهة المخمرة إلى الخل والتوابل الحامضة المذاق، وتشمل الأمثلة على هذه العلمية مثل خل التفاح.
وفي ختام هذا المقال نكون قد عرفنا كيف تنتج الطاقة عن عملية التخمر دون استخدام الأكسجين، كما ووضحنا بالتفصيل ما هي عملية التخمر، وذكرنا أهم الأنواع الشائعة للتخمر.