تنتج الطاقة عن عملية التخمر دون استخدام هو أحد العناصر الهامة في الطبيعة، فمن المعروف أن عملية التخمر تتم من أجل استخلاص الطاقة من التفاعلات والكيميائية والتي تعرف بعملية الأكسدة والاختزال في الكيمياء المركبة، فالتخمر هو عملية طبيعية توجد على أرض الواقع وقد تتم بشكل متعمد أو بشكل طبيعي دون تدخل، لذلك سوف نوضح جميع المعلومات اللازمة عن عملية التخمير.
تنتج الطاقة عن عملية التخمر دون استخدام
يعد “الأكسجين” هو الطاقة التي تنتجها عملية التخمير ولكن لا يتم استخدامه، تستخدم الكربوهيدرات لاستخراج الطاقة في حالة عدم وجود الأكسجين، و هنا تصنف عملية التخمير على أنها لا هوائية في هذه الحالة لأنها تنتج الطاقة في غياب الأكسجين من أجل تكسير الجلوكوز، وتعتمد على ذلك العديد من الخلايا والكائنات الحية.
تعتمد خلايا الخميرة في عملية التخمير على الفسفرة المؤكسدة حيث أن عملية التخمير هي الطريقة الوحيدة لاستخدامها في إنتاج الطاقة، وفي معظم الحالات تتم عملية التخمير هذه في غياب الأكسجين، عملية التخمير التي تحدث في عضلات الثدييات أثناء نشاط شاق والتي تحدث عندما تكون كمية الأكسجين محدودة للغاية وبالتالي ينتج حمض اللاكتيك، هي مثال على عملية التخمير التي تحدث في حالة ندرة الأكسجين.
شاهد أيضاً: ما اسم العملية التي تستعمل فيها الخلية الطاقة لنقل المواد؟
ما هي عملية التخمر
التخمير هو عملية التمثيل الغذائي التي تستخدم الإنزيمات لإحداث تغييرات كيميائية في الركائز العضوية، يعرف التخمر في الكيمياء الحيوية بأنه عملية الحصول على الطاقة من الكربوهيدرات في الوجبات، و التخمير هو الطريقة الرئيسية للكائنات الحية الدقيقة، استخدم البشر التخمير لصنع الأطعمة والمشروبات منذ العصر الحجري لتصنيع الأدينوزين ثلاثي الفوسفات (ATP) من خلال الانهيار اللاهوائي للمواد العضوية، التخمير على سبيل المثال، يستخدم كطريقة حفظ في عملية تنتج حمض اللاكتيك، والذي يوجد في الأطعمة الحامضة مثل الخيار المخلل، و الكومبوتشا، وكذلك يستخدم التخمير في صنع المشروبات الكحولية مثل البيرة، ويحدث التخمر في الجهاز الهضمي للجميع سواء الإنسان أو الحيوان.
شاهد أيضاً: اكثر مصادر الطاقة استخداما في توليد الطاقة الكهربائية في العالم
أنواع عمليات التخمر
توجد عدة أنواع لعملية التخمر، مثل عملية التخمر الطبيعية أو الصناعية، وهي العملية التي يولد فيها نشاط الميكروبات تغييرًا مرغوبًا في الأطعمة والمشروبات، وتتم هذه العملية من حيث تعزيز النكهة أو الحفاظ على العناصر الغذائية، أو حتى من حيث إعطاء مزايا صحية وهي تشمل ثلاثة أشكال من التخمير يستخدمها الإنسان:
- تخمير حمض اللاكتيك: يعتبر تخمير حمض اللاكتيك من أكثر أنواع التخمير الأساسية التي تحدث في الطبيعة والتي تتكون من تفاعلات الأكسدة والاختزال، حيث يحدث الاختزال في الظروف اللاهوائية على عكس عملية الأكسدة التي تحدث في وجود الأكسجين، ويتم تخمير حمض اللاكتيك عن طريق سلالات الخميرة والبكتيريا التي تحول النشويات أو السكريات إلى حمض، لا يتطلب تخمير حمض اللاكتيك حرارة، ويتم تلخيص عملية تخمير حمض اللاكتيك باستخدام الجلوكوز، حيث يتم تحويل جزء واحد من الجلوكوز في تخمير الحليب إلى جزيء حمض اللاكتيك وجزيء واحد من الإيثانول، وجزيء واحد من ثاني أكسيد الكربون وفقًا للمعادلة هذه: CH3CHOHCOOH + C2H5OH + CO2 = C6H12O6
- تخمير الإيثانول: هو عملية تحويل النشا والسكر إلى جزيئات كحول وثاني أكسيد الكربون والتي يشار إليها باسم تخمير الإيثانول، من ناحية أخرى ينتج البكتين كميات متواضعة من كحول الميثان عندما يكون موجودًا بتركيزات عالية أثناء عملية التخمير، وهذه المعادلة توضح عملية تخمير الجلوكوز وتحوله إلى جزئين من ثاني أكسيد الكربون وكحول الإيثان: C6H12O6 + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD+ → 2 CH3COCOO− + 2 ATP + 2 NADH + 2 H2O + 2H
- تخمير حمض الخليك: عملية خل التفاح تحول النشويات والسكريات الموجودة في الحبوب والفواكه المخمرة إلى خل وتوابل ذات مذاق حامض وهو مثال على هذا النوع من التخمير.
- التنفس الهوائي: تتأكسد البيروفات الناتجة عن التحلل السكري بشكل تام في عملية التنفس الهوائي، وينتج أدينوسين ثلاثي الفوسفات، وكذلك ثنائي النوكليوتيد الأدنين وأميد النيكوتين، ويحدث هذا أثناء دورة حمض الستريك و الفسفرة المؤكسدة، ولكن فقط في وجود الأكسجين والذي يكون سام للبكتيريا اللاهوائية.
شاهد أيضاً: تنقص الطاقة كلما ارتفعنا في هرم الطاقة
وهنا نكون وصلنا إلى نهاية موضوع اليوم والذي تحدثنا فيه عن تنتج الطاقة عن عملية التخمر دون استخدام الأكسجين، بالإضافة إلى أننا وضحنا تعريف عملية التخمر وأنواعها.
