Kami menerangkan apa itu penapaian, apakah jenis penapaian yang boleh digunakan dan kegunaannya yang berbeza.
Apakah penapaian?
Penapaian ialah satu proses pengoksidaan tidak lengkap, tidak memerlukan oksigen untuk berlaku, dan menghasilkan bahan organik sebagai hasilnya. Ia adalah proses jenis katabolik, iaitu, transformasi molekul molekul kompleks kepada mudah dan penjanaan tenaga kimia dalam bentuk ATP (Adenosin Trifosfat).
Penapaian terdiri daripada proses glikolisis (pecahan molekul glukosa) yang menghasilkan piruvat (asid piruvik) dan yang kekurangan oksigen sebagai reseptor untuk elektron sisa NADH yang dihasilkan (nikotin adenine dinucleotide), menggunakan bahan organik yang mesti dikurangkan untuk mengoksidakan semula NADH kepada NAD +, akhirnya memperoleh terbitan substrat awal yang teroksida. Bergantung pada bahan akhir, akan terdapat pelbagai jenis penapaian.
Proses ini ditemui oleh ahli kimia Perancis Louis Pasteur, yang menggambarkannya sebagai "Hidup tanpa udara" (La vie sans l’air), kerana ia boleh dijalankan tanpa ketiadaan oksigen oleh mikroorganisma seperti bakteria, yis, atau beberapa metazoan dan protista. Dalam proses ini, maka, tidak juga mitokondria mahupun struktur yang dikaitkan dengan proses respirasi selular.
Berbanding dengan pernafasan aerobik, penapaian bukan a kaedah sumber tenaga yang sangat cekap: hanya 2 molekul ATP dihasilkan setiap molekul glukosa yang digunakan, manakala pernafasan diperoleh daripada 36 hingga 38.
Walau bagaimanapun, proses ini dijalankan oleh pelbagai sel badan kita untuk menampung saat-saat ketiadaan oksigen, seperti yang berlaku pada sel-sel otot yang menapai glukosa apabila input oksigen tidak mencukupi untuk meneruskan pernafasan.
Jenis-jenis penapaian
Mengikut bahan yang diperoleh pada akhir proses penapaian, kita boleh mengklasifikasikannya kepada:
- Penapaian alkohol. Ia adalah proses yang dijalankan terutamanya oleh yis, di mana kuantiti etanol alkohol dihasilkan daripada gula tertentu, karbon dioksida dan ATP. Ini adalah proses yang digunakan untuk menghasilkan minuman beralkohol.
- Penapaian asetik. Milik bakteria genus Acetobacter, mengubah etil alkohol menjadi asid asetik, iaitu alkohol dalam cuka. Walau bagaimanapun, ia adalah proses aerobik, jadi ia boleh berlaku dalam wain yang terdedah kepada udara.
- Penapaian laktik. Ia terdiri daripada pengoksidaan separa glukosa, yang dilakukan oleh bakteria laktik atau oleh sel otot haiwan (apabila mereka kehabisan oksigen untuk bernafas). Proses ini menjana ATP tetapi menghasilkan asid laktik sebagai produk sampingan, yang menghasilkan sensasi yang menyakitkan keletihan otot apabila ia terkumpul.
- Penapaian butirik. Ia terdiri daripada penukaran glukosa kepada asid butirik dan gas, yang kedua memberikannya bau yang tidak menyenangkan. Ia secara ciri dijalankan oleh bakteria genus Clostridium dan memerlukan kehadiran laktosa.
- Penapaian Butanediol. Ia adalah varian penapaian laktik, yang dijalankan oleh Enterobacteriaceae yang melepaskan karbon dioksida dan mereka menghasilkan butanediol, alkohol tidak berwarna dan likat.
- Penapaian propionik. Di dalam ini proses campur tangan asid asetik, karbon dioksida dan asid suksinik. Ia diperoleh daripada kesemuanya asid propionik, a bahan menghakis dengan bau yang tajam.
Kegunaan penapaian
Wain memerlukan proses pengeluaran di mana penapaian alkohol digunakan.
Banyak industri buatan manusia mengambil kesempatan daripada penapaian untuk mendapatkan bahan tertentu. Contohnya, dalam industri makanan keju, proses penapaian propionik dijalankan, atau dalam pemeliharaan banyak jenis yang boleh dimakan, kehadiran asid laktik digunakan, yang bertindak sebagai pengawet, disebabkan oleh penapaian laktik.
Sesuatu yang serupa berlaku dengan industri alkohol, baik untuk wain, bir atau jenis minuman keras lain, yang memerlukan proses pengeluaran di mana penapaian alkohol campur tangan. Sebaliknya, jika beberapa minuman keras seperti wain dibiarkan terbuka untuk masa yang lama, oksigen tambahan akan memulakan penapaian asetik dan minuman akan mula menjadi cuka.