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乳酸发酵

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乳酸发酵是一种代谢过程,通过该代谢过程,葡萄糖或其他六碳糖(也包括六碳糖的二糖,例如蔗糖或乳糖)被转化为细胞能,而代谢产物乳酸即溶液中的乳酸。这是一种厌氧 发酵反应,发生在某些细菌和动物细胞,例如肌肉细胞中。

如果细胞内存在氧气,许多生物将绕过发酵并进行细胞呼吸;但是,兼性厌氧生物会在有氧的情况下发酵并呼吸。有时即使线粒体中存在氧气并且正在发生有氧代谢,但如果丙酮酸的积累速度快于其代谢速度,发酵还是会发生。

乳酸脱酶催化丙酮酸和乳酸的相互转化以及NADH和NAD相互转化。

在同调发酵中,一分子葡萄糖最终转化为两分子乳酸。相反,异乳酸发酵在称为磷酸酮醇酶途径的过程中,除乳酸外还产生二氧化碳和乙醇。

乳酸发酵

乳糖发酵细菌的主要种类

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被鉴定为能够发酵乳糖的一些主要细菌菌株在埃希氏菌属,柠檬酸杆菌属,肠杆菌属和克雷伯氏菌属中。所有这四个组都属于肠杆菌科。通过使用生化测试,可以将这四个物种彼此分离。为了区分物种,可以轻松进行简单的生物学测试。除了全序列基因组学之外,常见的测试还包括H2S的产生,运动性和柠檬酸盐的使用,吲哚、甲基红和Voges-Proskauer测试。

乳酸发酵的应用

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乳酸发酵在世界许多地区用于生产无法通过其他方法生产的食品乳酸菌最商业上重要的属是乳杆菌,尽管有时还会使用其他细菌,甚至酵母。乳酸发酵的两个最普遍的应用是在酸奶和酸菜的生产中。

泡菜

通过乳酸菌(LAB)发酵水果和蔬菜中的糖分而制备的产品。传统上,无碘盐是通过盐水引入蔬菜的,这可以抑制腐败,但可以增加乳酸菌的生长。所制备的产品富含乳酸,只有能耐受乳酸pH值的有益细菌才能存活。它不仅确保营养素的优良品质,而且还是益生菌的良好来源。

酸菜

乳酸发酵还用于酸菜的生产。生产酸菜的主要细菌是Leuconostoc属。

与酸奶一样,由于乳酸发酵生物导致酸度升高时,许多其他病原微生物也被杀死。细菌产生乳酸,以及简单的醇和其他碳氢化合物。然后它们可以结合形成酯,从而形成酸菜的独特风味。

乳酸发酵和肌肉痉挛

在1990年代,人们提出了乳酸假说,以解释人们为什么在剧烈运动期间和之后会感到灼热或肌肉抽筋。肌肉细胞内缺氧导致乳酸发酵。这是由于细胞需要氧作为末端电子受体来产生ATP。在没有氧气的情况下,细胞需要通过不同的方法来产生能量。乳酸或乳酸和H +是副产物。乳酸的堆积会引起肌肉细胞内部灼热感,从而导致腿抽筋和不适。

2006年的研究表明,酸中毒并不是肌肉痉挛的主要原因,而是由于肌肉内缺乏钾,导致高压力下肌肉收缩。乳酸假说的另一个变化是,当乳酸钠进入体内时,经过一段时间的运动,宿主体内的疲劳程度会更高。

乳酸发酵对肌肉细胞生理很重要。当肌肉细胞进行激烈的运动(如冲刺)时,它们会迅速需要能量。肌肉细胞中只有足够的ATP可以持续数秒的短跑。然后,由于这些细胞处于厌氧环境中,因此它们默认会发酵乳酸。通过乳酸发酵,即使在剧烈的活动下,肌肉细胞也能够产生ATP和NAD +来继续糖酵解。

乳糖不耐症的益处

少量乳酸在循环中提供能量和底物,对人体有益。在乳糖不耐症人群中,已将乳糖发酵为乳酸的小规模研究显示可帮助乳糖不耐症人群。发酵过程限制了可用乳糖的量。随着乳糖含量的降低,体内的堆积减少,从而减少了腹胀。乳酸发酵的成功在酸奶培养物中最为明显。正在对其他乳制品如嗜酸乳进行进一步研究。


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词条目录
  1. 乳酸发酵
  2. 乳糖发酵细菌的主要种类
  3. 乳酸发酵的应用
  4. 泡菜
  5. 酸菜
  6. 乳酸发酵和肌肉痉挛
  7. 乳糖不耐症的益处

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