酒精發酵

酒精发酵是指微生物通过发酵过程产出酒精的化学过程。酵母以及其它微生物经过发酵作用，反应物中的糖，如葡萄糖、果糖和蔗糖转化成能量、乙醇和二氧化碳，但根据反应物的不同，微生物发酵的具体过程各异。由于该过程大多在缺氧条件下完成，酒精发酵一般被认为是厌氧过程。酒精发酵被广泛地应用于酒精饮料、燃料、食品加工等方面。在利用石油气成分合成酒精之前，发酵是唯一的大规模工业生产酒精的方法，到现在仍然占有重要地位。

酒精发酵总览。在酒精发酵时，一个葡萄糖分子分解成两个丙酮酸 (1). The energy from this exothermic reaction is used to bind inorganic phosphates to ADP and convert NAD+ to NADH. The two pyruvates are then broken down into two acetaldehydes and give off two CO2 as a waste product (2). The two acetaldehydes are then converted to two ethanol by using the H- ions from NADH; converting NADH back into NAD+ (3).

化學反應
实验室器皿被用于秸秆的发酵。

糖酵解途径又称EMP(Embden-Meyerhof Parnas)途径， [1] 过一系列步骤，降解成三碳化合物（即丙酮酸，2 CH3COCOOH）。在无氧状态下，丙酮酸可转化为乳酸或者乙醇。

酒精发酵的总体化学式为：

C6H12O6 + Zymase (酶) → 2 C2H5OH + 2 CO2

第一階段的二磷酸腺苷(ADP)转化成三磷酸腺苷(ATP)、2分子的NAD+與NADH產生變換。谷氨酸代谢途径，它们能催化NADH和ATP，ADP與Pi結合形成ATP，此即葡萄糖的磷酸化過程，磷酸果糖激酶是EMP途径的关键酶。

C6H12O6 + 2 ADP + 2 H3PO4 + 2 NAD+ → 2 CH3COCOOH + 2 ATP + 2 NADH + 2 H2O + 2 H+

第二階段的發酵是糖的裂解，丙酮酸分解为乙醛和二氧化碳。

CH3COCOOH → CH3CHO + CO2

第三階段使用还原剂 NADH。經由巯基酶催化，可被碘乙酸 (ICH2COOH)不可逆地抑制。NAD+还原成 NADH。

CH3CHO + NADH + H+ → C2H5OH + NAD+

图片
  • 葡萄酒的釀製過程。
    葡萄酒的釀製過程。

应用

面包烘烤
酒精发酵的副产品 - - 二氧化碳的形成导致面包发起来。

酒精发酵导致面包面团发起。酵母微生物食用在生面团中的糖，并产生乙醇和二氧化碳作为废弃产物。二氧化碳在生面团中形成气泡，泡沫扩大将面团发起来。面包中的几乎所有乙醇都在进行烘烤生面团时蒸发。

酒精饮料

所有酒精饮料（包括碳酸浸渍生产的乙醇）含有的乙醇是通过酵母引起的发酵的方法生产。

在所有的情况下，发酵必须发生在一个容器中，它允许二氧化碳逸出，但阻止外部空气从进来。这是因为暴露于氧气会阻止乙醇的生成，而二氧化碳的积累会造成容器将破裂或灾难性失败的危险，造成人身伤害和财产损失。

发酵的副产品

酒精發酵产生的未收获的副产品，如热量，二氧化碳，牲畜饲料，和水。[2]

在酒精發酵中使用的微生物
  • 酵母 (Yeast)
  • Zymomonas mobilis
  • schizosaccharomyces

参看

参考文献
  1. Stryer, Lubert. . W. H. Freeman and Company. 1975. ISBN 0-7167-0174-X.
  2. Lynn Ellen Doxon. . InfinityPublishing.com. 2001. ISBN 0-7414-0646-2.
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.