Maya fermantasyon deneyi | Maya bir mantar mikroorganizmasıdır

Maya Fermantasyon Deneyi Nasıl Yapılır?

Bu makale, Maya’nın nasıl merkezi bir metabolik süreç olduğunu ve nasıl etanol ürettiğini öğrenecek. Maya, asetaldehiti metabolize eden fakültatif bir anaerobdur. Bu merkezi metabolik sürece etanol fermantasyonu denir. Deney yapmak için izlenecek bazı temel adımlar aşağıda verilmiştir. Küçük bir maya partisi altı galon etanol üretebilir. Boş zamanınız varsa, fermantasyon sürecini kendiniz denemeyi deneyin.

Maya, bir mantar mikroorganizmasıdır

Maya, çok hücreli mantarlardan evrimleşmiş mikroskobik bir organizmadır. Tek hücreli organizma oval veya küresel olabilir. Bu mantarlar canlı organizmalardır ve hücreleri aktiftir. Sonuç olarak, mutfakta birçok kullanımları vardır. Mayalar pişirme, şarap yapımı ve fermantasyonda kullanılır. 19. yüzyıldan beri maya, ekmek yapımında başlangıç ​​kültürü olarak kullanılmaktadır.

Maya hem aseksüel hem de cinsel yollarla çoğalabilir. Mayada vejetatif üremenin en yaygın şekli tomurcuklanmadır. Ana hücrede küçük bir tomurcuk oluşur ve çekirdek yavru hücreye geçer. Tomurcuk daha sonra ana hücreden ayrılana kadar büyür. Üretilen yavru hücre, ana hücreden daha küçüktür. Bazı mayalar eşeyli olarak bölünerek çoğalırlar.

Mantarların büyümesi birkaç karbon kaynağı gerektirir. Bazıları şekerleri ve alkolü metabolize edebilir, ancak aerobik hücresel solunum için oksijene ihtiyaç duyar. Anaerobik ve aerobik mikroorganizmalar, mayalar her ikisinin karışımıdır. Mayalar en çok nötr bir pH ortamında aktiftir. Birkaç yaygın maya türü vardır. Maya hakkında bir makale yazıyorsanız, hangi türe başvurduğunuzu belirtin.

Bir mantar hücre duvarı birkaç katman içerir. İç tabaka kitindir, dış tabaka ise proteinler, lipitler ve inorganik tuzlar içeren bir matristen oluşur. Tübüler hifal hücrelerden oluşan bir ağ bu katmanları birbirine bağlar. Büyüme sürecinde, hif hücreleri birbirinden ayrılarak maya oluşur. Hücreler 37°C’de transformasyona uğrar ve plazmalemma adı verilen bir dış tabaka oluşur.

Fakültatif anaerob

Maya, enerji üretmek için hem oksijeni hem de şekeri kullanabilen bir mikroptur. Fakültatif bir anaerobdur, yani ortama bağlı olarak anaerobik ve aerobik solunum arasında geçiş yapabilir. “Fakültatif anaerob” terimi, Yunanca “havasız” ve “aero-“hava” terimlerinden gelir. Üç ana anaerob türü vardır: aerotolerant, mikroaerofil ve zorunlu. Bu grupların her birinin benzersiz bir avantajı vardır. Önemli başarılı bir fermantasyona sahip olmanızı sağlamak için her bir anaerobik ve aerobik solunumun nasıl çalıştığını anlamak.

Fakültatif anaerobun diğer bir yaygın örneği, oksijensiz suda yaşamak üzere evrimleşmiş olan midyedir. Örneğin, midye gelgit bölgelerinde yaşar. su düştüğünde susuz kalmamak için kabuklarını kapatmak zorundadırlar.Midyeler diğer mikropların aksine kabuklarını açıp oksijene

ulaşamadıkları için kapalı kalmak zorunda kalırlar.Maya anaerobik bir canlıdır. oksijen, ancak oksijen olmadan da büyüyebilir. Maya, ekmek ve bira yapımında en yaygın kullanılan organizmalardan biridir. Oksijen olmadan, hava cepleri veya kabarcıkları olmayan katı bir kütle oluşturur. Maya olmadan, bre reklam katı bir kütle olacaktır.

Bir fermantasyon sıvısında büyüyebilen anaerobik mikropların türü hakkındaki ilk ve en temel soru, “Fakültatif bir anaerob mu?” Cevabınız evet ise fermantasyonunuz başarılı olacaktır. Bakteriler enerji olarak glikoz tüketecek ve yan ürün olarak karbondioksit üretecektir. Bu organizmalar, alkol de dahil olmak üzere birçok farklı içecek türünden sorumludur.

Asetaldehitten etanol üretir

Mikroorganizmalar tarafından etanol üretimi büyük ölçüde aldehit-alkol dehidrogenaz olarak bilinen bir gene bağlıdır. Bu enzim, asetaldehitin etanole dönüşümünü katalize eder. Diğer yaklaşımlar, mevcut enzimlerin değiştirilmesini içerir. Aşağıda, etanol üretiminde yer alan genin bir özeti verilmektedir.

Siyanobakterilerin Sheng Chan Fang Fa bakterilerinde adhB ve PDC genleri ile dönüşümü etanol üretimini mümkün kılar. Bu dönüşüm, biyo-rafineri endüstrisi gibi birçok durumda kullanılabilir. Şu anda, siyanobakterilerin karbonik asit sabitleme yeteneği, endüstriyel kullanım için yeterince yüksek değildir. Bununla birlikte, teknik son zamanlarda etanol üretiminde biraz ilgi gördü.

Hydrogenophilus bakterisinin değiştirilmiş bir versiyonu, bir aldehit-alkol dehidrogenaz geni taşır. Hydrogenophilus bakterileri, enzim aracılığıyla etanol üretir. Bakteriyel enzim, asetaldehite karşı oldukça dirençlidir. Etanol fermantasyonda üretilir, ancak asetaldehit ideal bir alkol kaynağı değildir. Yüksek konsantrasyonlarda üretildiği sürece birçok uygulama için oldukça arzu edilir.

Hydrogenophilus bakterisi, mükemmel karbondioksit sabitleme kabiliyetine sahiptir ve izobütanol, etanol ve alanin üretebilir. İşlemde kullanılan diğer bakteri genleri, Sarcina ventriculi adh geni ve Lactobacillus Brevis adh genini içerir. Patent Dışı Dokümanlarda, hidrojenofil bakteriler ayrıca asetaldehit ve izobutanol üretir.

Merkezi bir metabolik süreçtir.

Maya preoksijenasyonu, mayşeyi oksijenlendirme ihtiyacını ortadan kaldırarak bira fabrikası fermantasyonlarına önemli avantajlar sağlayabilir. Bununla birlikte, etkisi sistematik olarak incelenmemiştir. Bu soruyu araştırmak için, mayada oksijene bağımlı yolaklarda, oksidatif stres tepkisinde ve genel stres tepkisinde yer alan genler üzerinde bir ifade analizi yaptık. Transkripsiyon faktörleri Rox1, Hap1 ve YAP1’i sırasıyla oksijen algılama ve yanıtta yer alan olarak belirledik.

Bu tersine çevrilebilir süreç önemlidir, çünkü deneyin ortaya çıkan ürünü canlı bir organizmadır. Örneğin, maya glikoz üzerinde büyütüldüğünde, tümör hücrelerinin büyüme sürecine benzer şekilde fermantasyon yoluyla hızla çoğalır. Aksine, fermente edilemeyen bir karbon kaynağı üzerinde yetiştirilirse, metabolizmasını fermantasyondan solunuma kaydırır. Maya büyüme hızı buna göre değişir.

Fermantasyon sistemi, birkaç enzim tarafından yönetilen karmaşık bir metabolik sistemdir. Her enzim reaksiyon hızını kontrol eder ve bir reaksiyonun ürünleri bir sonraki için substrat olarak kullanılır. Örneğin, maya glikozu piruvat aside dönüştürür, ardından etanole dönüştürülür. Etanol, sırayla, iki etanol molekülü ve iki karbon dioksit molekülü üreten karbondioksite dönüştürülür. Reaksiyonlar farklı enzimlerle meydana gelir ve ilgili enzimin türü her birinin oranını belirler. Maya fermantasyon deneyinde merkezi metabolik süreci analiz etmek için kinetik bir model kullanılır.

Enzimlerin fermantasyondaki rolünün bu keşfi, maya çalışmasını mümkün kıldı. Ayrıca Buchner, mayanın yaşayan bir organizma olduğunu kabul etti. Fermantasyon süreci, bira yapımının ve alkol tüketiminin önemli bir parçasıdır. Maya fermantasyonunda, üzüm suyundaki şekerlerin etanole dönüştürülmesinden enzimler sorumludur. Mayanın fermantasyondaki rolünün keşfi, vücutta nasıl çalıştığının daha iyi anlaşılmasına yol açtı.

Bir merkezi metabolizma sürecidir

Maya fermantasyon deneylerinde multienzim sistemi ve kofaktörler kritik bir rol oynar. Bir reaksiyondaki bir pertürbasyon diğerlerini etkileyebilir. Kofaktörler, bu sistemde düzenleyici fırsatlar olarak bilinen bu reaksiyonları düzenler. Sonraki bölümler, maya metabolizmasının merkezi yoluna genel bir bakış verecektir. Bu yola ilişkin ayrıntılı bilgiler literatürde mevcuttur.

İlk olarak, Crabtree-pozitif mayaların, Crabtree-negatif mayalardan daha fazla ATP ürettiği bilinmektedir. Bunun nedeni, Crabtree-negatif mayalardan daha fazla ATP sentaz, ETC içermeleridir. Crabtree-pozitif mayalar, her iki yolu da aynı anda kullanır. Crabtree-pozitif mayalar, NAD+’yı geri dönüştürmek ve oksijensiz ATP üretmek için fermantasyonu kullanır. Crabtree-negatif mayalar, aksine, glikozu tamamen oksitleyerek, Crabtree-pozitif mayalardan daha düşük ATP verimine ve daha yüksek protein maliyetine yol açar.

Mayanın merkezi metabolizmasını anlamada bir başka buluş, Buchner mayadan hücresiz ekstraktlar üzerinde çalıştığında gerçekleşti. Bu keşif, bilim adamlarının mayanın fermantasyondaki rolünü anlamalarının yolunu açtı. Günümüzde fermantasyon, genellikle glikozun ve ATP üretiminin bozunmasını içeren metabolik bir yol olarak bilinir. Şekerlerin bu dönüşümü bitkilerde, mayalarda ve kaslarda meydana gelir. Ve tüm bu metabolik yollar enzimleri içerir.

Mayalar, çok çeşitli ekolojik nişlere katılan ökaryotik mikroorganizmalardır. Fermantasyon sürecinde önemli bir role sahiptirler ve hatta olgun meyvelerin ayrışmasına doğrudan müdahale ederler. Mayalar, büyümek için pek çok besine ve substrata ihtiyaç duymazlar, ancak ürün üretmek için birkaç başka temel elemente ihtiyaç duyarlar. Ve çok yönlüdürler – kahve, çikolata ve kefir gibi alkolsüz malzemeleri bile fermente edebilirler.