پاورپوینت کامل و جامع با عنوان فرآیند تخمیر و تخمیر صنعتی در 106 اسلاید - دانلود فایل

دانلود فایل پاورپوینت کامل و جامع با عنوان فرآیند تخمیر و تخمیر صنعتی در 106 اسلاید

دانلود فایل پاورپوینت کامل و جامع با عنوان فرآیند تخمیر و تخمیر صنعتی در 106 اسلاید

نگاه کلیدر گیاهان تخمیر بیولوژیکی تنها تخمیر الکلی نبوده ، ممکن است با کمی تخمیر لاکتیک نیز همراه باشد، برخی از سازواره های حیاتی (میکروارگانیسم|میکروارگانیسم ها) مانند قارچهای میکروسکوپی نیز قادر به تخمیرهایی مانند تخمیرهای سیتریک و اکسالیک روی قندهای شش کربنی (هگزوزها) و تخمیر استیک روی الکل اتیلیک و غیره هستند. باکتریها عامل انواع دیگری از تخمیر در طبیعت هستند. تخمیر بوتیریک سلولز لاشه برگها و تجزیه آنها که سبب افزایشترکیبات آلی خاک می شود و همچنین تخمیرهای تعفنی مواد آلی توسط باکتریها صورت می گیرد.
تخمیر الکلیمخمر الکلیپاستور اولین کسی است که نقش مخمرهای الکلی را نشان داد. بهترین مثال مخمرها ، مخمرهای خمیرترش یا مخمر نانوایی است. اگر این مخمرها در محیط کشت گلوکز و در حضور اکسیژن کافی قرار گیرند، به شدت تقسیم شده ، اکسیژن جذب کرده ، دی اکسیدکربن آزاد می سازند. بیشترین سرعت واکنشهای ناشی از تنفس و شدت اکسیداسیون گلوکز این مخمرها که از گروه آسکومیست هستند هنگامی است که تنفس هوازی دارند اگر این مخمرها در داخل یک ظرف در بسته کشت داده شوند پس از مصرف اکسیژن محدود و معین داخل ظرف و آزاد ساختن گازکربنیک دیگر قادر به تنفس عادی نبوده ، شروع به تخمیر باقی مانده مواد می کنند. آغاز تخمیر ایجاد اکسیدکربن همراه با الکل اتیلیک است و بوی الکل اتیلیک در این هنگام وقوع عمل تخمیر را در محیط کشت معلوم می کند.
C₆H₁₂O₆------------>2C₂H₅OH + 2CO₂ : ∆G = -33 Kcal تخمیر
C₆H₁₂O₆ + 6O₂------------>6CO₂ + 6H₂O : ∆G = 686 Kcal_تنفس
تخمیر همیشه با تشکیل الکل همراه نیست، در تخمیر ترکیبات دیگری مانند گلیسیرول نیز بوجود می آیند. پیدایش ترکیبات فرعی غیر از الکل در پدیده تخمیر و حضور این ترکیبات در محیط عمل از نظر ادامه تغییر اهمیت فراوان دارد. رشد مخمرها در شرایط تخمیری (تنفس بی هوازی) بسیار کند است، در شرایط تخمیر انرژی آزاد شده از مقدار معینی مواد قندی مانند یک گرم گلوکز محلول ، درحدود 21 بار کمتر از حالت تنفس عادی (هوازی است) انرژی حاصل از پدیده تخمیر بیشتر به صورت حرارت تلف می شود.

محیط در حال تخمیر نسبت به محیطی که در آن تنفس عادی صورت می گیرد بسیار گرم تر است. تخمیر الکلی تحت اثر مجموعه در همی از آنزیم های درون سلولی به نام (زیماز) صورت می گیرد. مجموعه آنزیمی هنگامی که مخمرهای آن زنده باشند بیشترین اثر تخمیری را دارند. بازده تخمیری آنزیمها در خارج از سلول بسیار ضعیف تر از آنزیم های داخل سلول زنده است. بین اثر طبیعی آنزیم ها ، نیروی زیستی و ساختار سلولی مخمرها بستگی هایی وجود دارد و به اصطلاح تخمیر پدیده ای درون سلولی است و آنزیم های استخراج شده از مخمرها در خارج از سلول بخش مهمی از قدرت تخمیری خود را از دست می دهند.
تخمیر واقعی یا حقیقیهنگامی در ذخایر قندی یک بافت پیش می آید که در شرایط عادی از هوا قرار داشته ، در آن تنفس بی هوازی پیش آید. اگر بخشی از یک بافت ذخیره ای دارای مواد قندی ، مانند قطعاتی از غده چغندر بخش از میان بر میوه های آبدار و شیرین مثل انگور را داخل یک ظرف در بسته با مانومتر قرار دهیم، در بافت های قطعات مزبور ابتدا تنفس عادی با جذب اکسیژن و دفع دی اکسیدکربن صورت می گیرد. از آنجا که اکسیدکربن حاصل از تنفس عادی بعدا در داخل شیره واکوئلی سلولهای بافت حل می شود، فشار داخلی ظرف با جذب اکسیژن موجود به تدریج کم می شود وقتی اکسیژن درون ظرف تمام شده به ناچار شرایط بی هوازی (تخمیر) پیش آمده ، با ازدیاد تدریجی اکسیدکربن و الکل در ظرف ، بالا رفتن فشار داخلی آن شروع می شود.

تخمیر بوسیله خود بافتها و بدون حضور میکروارگانیسم ها و مخمرها صورت گرفت. این تخمیر که در کلیه بافتهای گیاهی ، میوه های سبز مانده در تاریکی و حتی در جلبکها و قارچها نیز کم و بیش دیده می شود تخمیر درون بافتی و عاری از مخمر می گویند. تخمیر درون بافتی در بسیاری از دانه های جوان مانند نخود که پوسته آن نسبت به اکسیژن تا اندازه ای قابل نفوذ است و همچنین در بیشتر میوه های آبدار که اکسیژن در بافتهای داخلی آنها معمولا کم است امری عمومی است.

به خصوص اگر مقدار زیادی میوه در یک جا انبار شود، موجبات و شرایط تخمیر در آنها کاملا فراهم می شود. با توجه به مطالب فوق و تخمیر درون بافتی ، باید آن را پدیده ای عمومی در گیاهان دانست و توجه به این امر که آنزیم های تشکیل دهنده زیماز منشا گیاهی دارند، تخمیر را باید امری طبیعی در گیاهان به شمار آورد. پدیده تخمر درون بافتی با مرگ سلولهای بافت مورد تخمیر معمولا ارتباط ندارد، اگر بافتهای در حال تخمیر در هوای آزاد قرار داده شوند، تخمیر درونی آنها متوقف شده تنفس عادی مجددا آغاز می شود. تخمیر در گیاهان فقط از نوع الکلی نیست همراه با ایجاد الکل ترکیبات دیگری مانند اسید سیتریک ، اسید مالیک ،اسید اکسالیک و اسید تارتاریک نیز کم و بیش بوجود می آیند.
شدت تخمیر و اندازه گیری آنشدت تخمیر را با قرار دادن اندام دارای ذخیره قندی مانند دانه ها ، غده ها و یا میوه ها در یک محیط فاقد اکسیژن و دارای ازت می توان به دقت اندازه گرفت و برای این سنجش از روش اندازه گیری دی اکسیدکربن آزاد شده نیز می توان استفاده کرد. ولی چون واکنشهای دیگر همزمان با تخمیر می توانند CO₂ متصاعد کنند این روش ممکن است دقیق نباشد. بنابراین اندازه گیری مقدار الکل تولید شده از تخمیر معمولا بهتر می تواند معرف و تعیین کننده شدت تخمیر باشد. مقدار الکل حاصل از تخمیر در واحد زمان در یک ترکیب قندی تقریبا معادل همان نسبتی است که از اندازه گیری شدت تنفس به دست می آید.
مکانیسم تخمیرمکانیسم تخمیر الکلی تقریبا مشابه مکانیسم تنفس عادی است و در بیشتر پیامدهای واکنشی ، همانند هم هستند. برای مطالعه مکانیسم تخمیر ، به واکنشهای تخمیر الکلی می پردازیم. تخمیر الکلی فقط روی گلوسیدها صورت گرفته ، خود شامل دو مرحله است:
مرحبه اولانتهای پیامدهای واکنشی که حالت زنجیره ای دارند، همان مسیر EMP یا گلیکولیز است که به تشکیل اسید پیروویک ختم می شود.
مرحله دومبا تجزیه اسید پیروویک که خود سرآغاز پیامدهای واکنشی جداگانه ای است که به هیچ وجه ادامه یا بخشی از مسیر گلیکولیز نیست شروع می شود. اسید پیروویک با آنکه در آخر مسیر گلیکولیز و پایان تمام پیامدهای زنجیره ای آن مانند هگزوزها ، تری اوزها و همه اوزهای شکسته و تخریب یافته قرار دارد خود از گلوسیدها به شمار نمی آید. شروع تخمیر الکلی از راه گلیکولیز با استالوئید است. استالوئید را می توان بوسیله سولفیت سدیم از عصاره های تخمیری به صورت بی سولفیت جدا و استخراج نمود. در تخمیر الکلی به ازای مصرف هر مول گلوکز دو مول NADPH₂ دو مول ATP و دو مول اسید پیروویک حاصل می شود.

در دومین مرحله تخمیر که تبدیل اسیدپیروویک به الکل اتیلیک است N ADH₂ حاصل از مسیر گلیکولیز مصرف و تبدیل شده ، از تمام واکنشها فقط دومول ATP که حاصل از فسفریلاسیون های وابسته به متابولیتهای این مرحله است باقی خواهد ماند واکنش کلی تبدیل گلوکز به الکل اتیلیک بطور خلاصه عبارت است از:
C₆H₁₂O_{62CH₃CH₂OH+2CO₂ + 2ATP}
بازده نظری تخمیر در حدود 44% و کمی بیش از بازده تنفس است. تجزیه گلوکز در واکنشهای تخمیری ناقص بوده از آن فقط 2 مول ATP حاصل می شود. در فرآیندهای تنفس تجزیه گلوکز بطور کامل صورت گرفته ، 36 مول ATP از آن نتیجه می شود.

فهرست مطالب:
تعریف تخمیر
تاریخچه تخمیر
انواع فرآیندهای تخمیری
بخشی از کار تخمیر صنعتی
جداسازی و نگهداری میکروارگانیسم ها
راه های تهیه میکروب
روش های جداسازی با استفاده از خصوصیات مطلوب
روشهای جداسازی بدون استفاده از خصوصیات مطلوب
محیط کشت تخمیر صنعتی
نیازهای غذایی میکروارگانیسم ها
نقش فیزیولوژیکی عوامل غذایی پرمقدار در سلول
نحوه تامین کربن
منابع کربنی مهم مورد استفاده در صنایع تخمیر
گلوکز
لاکتوز و ساکارز و مالتوز
نشاسته و سلولز
روغن های گیاهی و چربی های حیوانی
هیدروکربن ها
الکل ها
نیتروژن و نحوه تامین آن
تامین آلی
تامین معدنی
تامین هیدروژن و اکسیژن
تامین مواد معدنی
تنظیم کننده های متابولیکی
موتاسیون
اثرات موتاسیون
موتاسیون نقطه ای
تغییر ساختمانی DNA
سیستم های ترمیم
جهش زایی توسط تشعشعات
موتان زایی با عوامل شیمیایی
گزینش موتان ها
الحاق
متابولیسم
تجزیه هیدرات های کربن
مسیر پنتوز فسفات
و...

تخمیر

صنعتی

الکل

میکروارگانیسم

موتاسیون

نیتروژن

فسفات

گلوکز

لاکتوز

متابولیسم

پنتوز

الحاق

جهش

مقاله