Курс органической химии - Каррер П.
Скачать (прямая ссылка):
сн2онсосн2он + н2 —> сн2оиснонсн..он
Изложенные выше данные о механизме спиртового брожения были получены при применении в качестве источника энзимов главным образом сока мацерированных дрожжей, т. е. бесструктурной зимазной системы. Однако пока еще неясно, протекают ли в живых дрожжах эти процессы точно таким же путем.
Подробно исследованы также происходящие при брожении сахара реакции фосфо-рнлпровання. Согласно Я. О. Парнасу, первичным донором фосфатного остатка при фосфорплнровашш глюкозы является а я е и о з и н т р н ф о с ф о р н а я кислота (АТФ) (стр. 1045), превращающаяся при этом в более бедную фосфором а депо з и н-д и ф о с ф о р п ую кислоту (АДФ); последняя, в свою очередь, может иногда действовать как донор фосфатного остатка, превращаясь в а д е н н л о в у ю кислоту (стр. 1045—1046). Образующаяся из аденозннтрнфосфорной кислоты в результате выделения НзРО< аденознндифосфорпая кислота (АДФ) затем фосфори.шруется до аденозннтрнфосфорной кислоты; в первой стадии брожения это осуществляется за счет креатннофосфориой кислоты (стр. 377, 378). в последующих — за счет фосфорнли-рованных продуктов расщепления сахара, в частности 1,3-днфосфоглицерииовой кислоты и фосфопировшюградной кислоты. В стационарных условиях процесса брожения происходит прямой переход остатка фосфорной кислоты от аденозннтрнфосфорной кислоты к глюкозе. Все эти процессы переэтерификацин протекают под влиянием специфического фермента. ..... ...
Расщепление аденознитрпфосфат'а до аденознндифосфата, а также расщепление последнего до адениловой кислоты сопровождается выделением энергии (около 10 ккалгмоль), так как при этом происходит гидролиз богатой энергией инрофосфатнон (ангидридной) группы. Эта энергия затрачивается затем на превращение АДФ в АТФ Аденознитрнфосфат представляет собой важнейший источник энергии тля живой клетки.
Все сказанное выше о механизме процесса брожения можно пр ставить в виде следующей схемы:
Спиртовое брожение
123
7—°-1
носн,сн (снон)3 снон
АТФ, гсксокнназа
4-
-о
н,о3росн5сн(снон)зСнон н:о3роснЛ(Сн°он)„сонсн2он
6-фосфат глюкозы с л. л. л.
(эфир Гобпнсоиа) Ь-фосфат фруктозы
(эфир Неибсрга)
|___АТФ+фосфогексокиназа ]
I
4-
-о-
н303росн3сн (сион), сонсн2ОР03н„ + лдф 1,6-днфосфат фруктозы (эфир Гардспа - Юнга)
| гсксокнназа (альдолаза) I
+ на " *
н303РОСН3СНОНСНО - нзомср2^___± 3оро3н,
фосфотриозопзомераза 3 3 > '
фосфат глицеринового фосфат днокспацетопа
альдегида
I Н3РО, 4-
Н»03РОСН-СНОНСН (ОН) ОР03Н,
1,3-днфосфат глицеринового альдегида
| коэнзим Н-протсин I 4-
На03РОСН1СНОНСООР03Н3+днгидрокоэнзпм I
1,3-дифосфаг глицериновой кислоты
. . | АДФ, фосфочтшаза
4<
Нг08роснаСНОНСООН 4- АТФ
З-фосфоглнцертювая кислота
! фосфоглнцс1)омутаза 4-
НОСНоСН (ОР03н3) соон
«-фосфоглииерпповая кислота -Н^О |енолаза
СНа=С(ОР03На)СООН фосфопировнноградная кислота
| АДФ, фосфокиназа 4-
. ...^ карбоксилаза _ л-и/-> i пгл
СН3СОСООН + А IФ---> СН3СНО 4-СОо
пировиноградная аистал1.дсгнл
кислота |
днгндрокоэнзнм I I -г протеин 1! 4-
СНпСНаОН -4-коэнзим I
этиловый спирт
124
Г.1. 4. Одноатомные гис1роксильныс функции
Для того чтобы брожение раствора сахара протекало в желаемом направлении, необходимо выбрать условия, наиболее благоприятствующие росту дрожжевых грибков (сахаромицетов). Оптимальной является температура 30—37°; при температурах ниже 5 и выше 50° дрожжевые грибки утрачивают свою сбраживающую способность. Слишком высокая концентрация сахара в растворе вредно влияет на сахаромицеты: уже при \2—\Ъ^_сахг^а они выживают лишь в редких случаях. _Полу-чающинс1Г1три брожении спирт тоже замедляет рост гр1ТгЗк~ов, а при достаточно высоких концентрациях даже совершенно прекращает его. Различные культуры дрожжей обладают в этом отношении неодинаковой чувствительностью; так, существуют винные дрожжи, которые способны вырабатывать спирт крепостью до 20%, но в большинстве случаев брожение прекращается уже при более низких концентрациях спирта. Наконец, для нормального развития дрожжей необходимо, чтобы они были обеспечены питательными солями, а именно: соединениями калия, магния, производными фосфорной кислоты и, в первую очередь, азотистыми соединениями, которые нужны для образования белкового вещества самих грибков. Наиболее подходящими для этого источниками азота являются амиды и аминокислоты, но можно пользоваться также и неорганическими аммониевыми солями.
Число известных ку*льтур дрожжей очень велико. Существуют культуры, растущие на поверхности бродящей жидкости (дрожжи верхнего брожения), и культуры, собирающиеся на дне сосудов (дрожжи нижнего брожения).
Важнейшими побочными продуктами спиртового брожения являются ацетальдегид, ацеталь, глицерин, янтарная кислота и так называемое сивушное масло, представляющее собой смесь бутиловых и амиловых спиртов и их высших гомологов. Янтарная кислота и спирты сивушного масла образуются не из сахара, а в результате особого процесса брожения аминокислот, которые получаются из белков питательного субстрата и дрожжевых клеток и количество которых непрерывно пополняется вследствие процессов белкового обмена у дрожжей.
