रसायन विज्ञान में किण्वन क्या है?

किण्वन शराब, बीयर का उत्पादन करने के लिए एक प्रक्रिया है, दही और अन्य उत्पादों। यहाँ किण्वन के दौरान होने वाली रासायनिक प्रक्रिया पर एक नज़र डालें।

किण्वन एक चयापचय प्रक्रिया है जिसमें एक जीव होता है एक कार्बोहाइड्रेट को परिवर्तित करता है, जैसे स्टार्च या ए चीनी, एक में शराब या एक एसिड। उदाहरण के लिए, खमीर चीनी को शराब में परिवर्तित करके ऊर्जा प्राप्त करने के लिए किण्वन करता है। बैक्टीरिया किण्वन करते हैं, कार्बोहाइड्रेट को लैक्टिक एसिड में परिवर्तित करते हैं। किण्वन के अध्ययन को कहा जाता है zymology.

शब्द "किण्वन" लैटिन शब्द से आया है fervere, जिसका अर्थ है "उबालना।" किण्वन का वर्णन 14 वीं शताब्दी के उत्तरार्ध के रसायनज्ञों ने किया था, लेकिन आधुनिक अर्थों में नहीं। किण्वन की रासायनिक प्रक्रिया वर्ष 1600 के आसपास वैज्ञानिक जांच का विषय बन गई।

किण्वन एक प्राकृतिक प्रक्रिया है। जैव रासायनिक प्रक्रिया को समझने से बहुत पहले लोगों ने वाइन, मीड, चीज़ और बीयर जैसे उत्पादों को बनाने के लिए किण्वन लागू किया। 1850 और 1860 के दशक में,

अधिकांश लोग ऐसे खाद्य और पेय पदार्थों के बारे में जानते हैं जो किण्वन उत्पाद हैं, लेकिन किण्वन से कई महत्वपूर्ण औद्योगिक उत्पादों के परिणामों का एहसास नहीं हो सकता है।

• बीयर
• वाइन
• दही
• पनीर
• लैक्टिक एसिड युक्त कुछ खट्टे खाद्य पदार्थ, जिसमें सॉकरौट, किम्ची, और पेपरोनी शामिल हैं
• खमीर द्वारा पाव रोटी
• नाले के पानी की सफाई
• कुछ औद्योगिक शराब उत्पादन, जैसे जैव ईंधन के लिए
• हाइड्रोजन गैस

खमीर और कुछ बैक्टीरिया इथेनॉल किण्वन करते हैं जहां पाइरूवेट (ग्लूकोज चयापचय से) इथेनॉल में टूट जाता है और कार्बन डाइआक्साइड. ग्लूकोज से इथेनॉल के उत्पादन के लिए शुद्ध रासायनिक समीकरण है:

सी₆एच₁₂हे₆ (ग्लूकोज) → 2 सी₂एच₅ओह (इथेनॉल) + 2 सीओ₂ (कार्बन डाइआक्साइड)

इथेनॉल किण्वन ने बीयर, वाइन और ब्रेड के उत्पादन का उपयोग किया है। यह ध्यान देने योग्य है कि पेक्टिन के उच्च स्तर की उपस्थिति में किण्वन से मेथनॉल की थोड़ी मात्रा का उत्पादन होता है, जो खपत होने पर विषाक्त होता है।

ग्लूकोज चयापचय (ग्लाइकोलाइसिस) से पाइरूवेट अणुओं को लैक्टिक एसिड में किण्वित किया जा सकता है। लैक्टिक एसिड किण्वन का उपयोग दही के उत्पादन में लैक्टोज को लैक्टिक एसिड में बदलने के लिए किया जाता है। यह जानवरों की मांसपेशियों में भी होता है जब ऊतक को ऑक्सीजन की आपूर्ति की तुलना में तेज दर से ऊर्जा की आवश्यकता होती है। ग्लूकोज से लैक्टिक एसिड उत्पादन के लिए अगला समीकरण है:

सी₆एच₁₂हे₆ (ग्लूकोज) → 2 सीएच₃CHOHCOOH (लैक्टिक एसिड)

लैक्टोज और पानी से लैक्टिक एसिड के उत्पादन को संक्षेप में प्रस्तुत किया जा सकता है:

सी₁₂एच₂₂हे₁₁ (lactose) + एच₂ओ (पानी) → 4 सीएच₃CHOHCOOH (लैक्टिक एसिड)

किण्वन की प्रक्रिया से हाइड्रोजन गैस और मीथेन गैस निकल सकती है।

मेथेनोजेनिक आर्किया एक अनुपातहीनता प्रतिक्रिया से गुजरती है जिसमें एक इलेक्ट्रॉन को ए से स्थानांतरित किया जाता है एक कार्बोक्जिलिक एसिड समूह के कार्बोनिल मिथेन और कार्बन डाइऑक्साइड की उपज के लिए एसिटिक एसिड के एक मिथाइल समूह के लिए गैस।

कई प्रकार के किण्वन से हाइड्रोजन गैस निकलती है। उत्पाद का उपयोग जीव द्वारा एनएडी को पुनर्जीवित करने के लिए किया जा सकता है⁺ NADH से। हाइड्रोजन गैस का उपयोग सल्फेट रिड्यूसर और मेथनोगेंस द्वारा सब्सट्रेट के रूप में किया जा सकता है। मानव आंतों के बैक्टीरिया से हाइड्रोजन गैस उत्पादन का अनुभव करता है, फ्लैटस का उत्पादन.

• किण्वन एक अवायवीय प्रक्रिया है, जिसका अर्थ है कि इसे होने के लिए ऑक्सीजन की आवश्यकता नहीं होती है। हालांकि, ऑक्सीजन प्रचुर मात्रा में होने पर भी, खमीर कोशिकाएं एरोबिक श्वसन के लिए किण्वन पसंद करती हैं, बशर्ते चीनी की पर्याप्त आपूर्ति उपलब्ध हो।
• किण्वन मनुष्यों और अन्य जानवरों के पाचन तंत्र में होता है।
• आंत विक्षोभ सिंड्रोम या ऑटो-ब्रूअरी सिंड्रोम नामक एक दुर्लभ चिकित्सा स्थिति में, मानव पाचन तंत्र में किण्वन इथेनॉल उत्पादन द्वारा नशा की ओर जाता है।
• किण्वन मानव मांसपेशियों की कोशिकाओं में होता है। मांसपेशियां खर्च कर सकती हैं एटीपी ऑक्सीजन की तुलना में तेजी से आपूर्ति की जा सकती है। इस स्थिति में, एटीपी ग्लाइकोलाइसिस द्वारा निर्मित होता है, जो ऑक्सीजन का उपयोग नहीं करता है।
• हालांकि किण्वन एक सामान्य मार्ग है, यह जीवों द्वारा उपयोग किया जाने वाला एकमात्र तरीका नहीं है जो ऊर्जा को अनैच्छिक रूप से प्राप्त करता है। कुछ सिस्टम सल्फेट का उपयोग अंतिम इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता के रूप में करते हैं इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला.

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