การเปลี่ยนสีของสารละลายบรอมไทมอลบลูซึ่งเกิดจากการหมักของยีสต์

ตารางบันทึกผล การทดลอง ชุดที่ ผลการทดลอง ก่อนการทดลอง ลักษณะสีสารละลายบรอมไทมอลบลู หลังการทดลอง ลักษณะการเกิดฟองแก๊ส ลักษณะสีสารละลาย บรอมไทมอลบลู 1 สีน้ำเงิน มีฟองแก๊สเกิดขึ้นตลอด เปลี่ยนเป็นสีเหลืองอมส้ม 2 ไม่มีฟองแก๊ส ไม่เปลี่ยนสี 3

กระบวนการหายใจระดับเซลล์แบบไม่ใช้ออกซิเจน (Anaerobic Respiration) เป็นกระบวนการที่เซลล์มีการสลาย สารอาหารเพื่อให้ได้พลังงาน โดยไม่ใช้ออกซิเจนเป็นตัวรับอิเล็กตรอนตัวสุดท้าย พบได้สิ่งสิ่งมีชีวิตพวกโพรคาริโอต (Prokaryote) ผลผลิตสุดท้ายของกระบวนการการหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจน คือ CO2 สารอินทรีย์ที่อยู่ในสภาพรีดิวซ์ (NAD+) และ ATP

การสลายสารอาหารแบบไม่ใช้ออกซิเจน (Anaerobic respiration) ประกอบด้วย  2  ขั้นตอน  คือ 1.ไกลโคลิซีส (Gycolysis) 2.การหมัก (Fermentation) การสลายกลูโคสในสภาวะที่ไม่มีออกซิเจนของยีสต์  ซึ่งจะเกิดกระบวนการหมักแอลกอฮอล์

การหมักแอลกอฮอล์ถูกนำมาใช้ประโยชน์ ในการผลิตเครื่องดื่มที่มีแอลกอฮอล์  เช่น  เบียร์   สุรา ไวน์ชนิดต่าง ๆ   ปัจจุบันได้มีการนำความรู้นี้ไปผลิตแอลกอฮอล์จากของเหลือใช้  เช่น - การผลิตแอลกอฮอล์จากกากน้ำตาล  มีผลทำให้ลดปัญหามลภาวะจากกากน้ำตาลได้เป็นจำนวนมาก  แอลกอฮอล์ยังเป็นสารที่มีพลังงานแฝงอยู่มาก  สามารถนำมาใช้เป็นเชื้อเพลิงได้  ยีสต์จะหมักแอลกอฮอล์ได้สูงสุดประมาณ 12 % (ถ้าสูงกว่านี้จะเป็นอันตรายต่อเซลล์)

ยีสต์แซคคาโรไมซิส ซิริวิซิอี ( Saccharomyces cerevisiae) ยีสต์ในลูกแป้ง คือ แซคคาโรไมคอปซิส ฟิบูลิจอร่า (Saccharomycopsis fibuligera )

การหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนของเซลล์กล้ามเนื้อ - กรดแลกติกที่เกิดจากกระบวนการหมักจะมีการลำเลียงออกจากเซลล์กล้ามเนื้อไปยังตับ  เพื่อสังเคราะห์กลับเป็นกลูโคสซึ่งร่างกายสามารถนำไปใช้ต่อไปได้  - ส่วนกรณีการปวดเมื่อยของกล้ามเนื้อที่เกิดขึ้นพบว่าเป็นผลมาจากการสะสมของกรดต่างๆ  ที่เกิดขึ้นในกระบวนการไกลโคลิซิส  ดังนั้นถึงแม้ว่าจะมีความเข้มข้นของกรดแลกติกสูงก็จะไม่มีอาการปวดเมื่อยของกล้ามเนื้อ  ถ้าร่างกายสามารถรักษาสมดุลของกรด ไว้ได้

เลือดลำเลียงO2ให้ไม่ทัน เซลล์จะมีการสลายอาหารโดยไม่ใช้ O2 กระบวนการนี้คล้ายการสลายของยีสต์ แต่ NADHจะผันกลับเป็นNAD+โดยการถ่ายทอดอิเล็กตรอนให้กับกรดไพรูวิกเกิดเป็นกรดแลกติก

การสลายกลูโคสในสภาวะที่ไม่มีออกซิเจนของเซลล์กล้ามเนื้อซึ่งจะเกิดกระบวนการหมักกรดแลกติก

กรดแลกติกที่เกิดขึ้นในเซลล์กล้ามเนื้อมีกระบวนการเปลี่ยนแปลงอย่างไร กรดแลกติกจะถูกลำเลียงออกจากเซลล์กล้ามเนื้อไปยังตับ เพื่อสังเคราะห์เป็นกลูโคสซึ่งร่างกายสามารถนำไปใช้ต่อไปได้

การสลายสารอาหารแบบไม่ใช้O2เกิดขึ้นได้ทั้งในพืชสัตว์และจุลินทรีย์ตัวอย่างเช่น  พืชที่อยู่ในภาวะน้ำท่วม  ทำให้รากได้รับออกซิเจนไม่เพียงพอ  เซลล์ที่รากจึงต้องสลายสารอาหารแบบไม่ใช้ออกซิเจน  เป็นต้น

ภาพแบคทีเรียแลกโตบาซิลลัส (Lactobacillus) กระบวนการหมักกรดแลกติกที่เกิดขึ้นได้ในจุลินทรีย์พวกแบคทีเรียบางชนิด มนุษย์นำประโยชน์จากกระบวนการหมักของจุลินทรีย์มาใช้ผลิตอาหาร ภาพแบคทีเรียแลกโตบาซิลลัส (Lactobacillus)

ประโยชน์ จากกระบวนการหมัก เต้าหู้ยี้ เต้าเจี้ยว โยเกิร์ต นมเปรี้ยว

ผักดอง ผลไม้ดอง

สรุปการสลายสารอาหารแบบไม่ใช้ออกซิเจน 1.        อาหารสลายตัวไม่สมบูรณ์  (ปฏิกิริยาการสลายกลูโคสสิ้นสุดลง แค่ขั้นไกลโคลิซีส) 2.        ถ้าเป็นในพืชและยีสต์ผลสุดท้ายจะได้ เอทิลแอลกอฮอล์ +  CO2 +  2 ATP  สำหรับในสัตว์ผลสุดท้ายได้  กรดแลกติก (Lactic  acid) 3.        ถ้าเป็นในพืชและยีสต์เกิด CO2 ขึ้นแต่ถ้าเป็นสัตว์ไม่เกิด CO2  ขึ้น 4.        ไม่เกิด H2 O 5.        ได้พลังงานน้อยกว่าการหายใจแบบใช้แก๊สออกซิเจน 18 – 19 เท่า 6.        เกิดในไซโทพลาสซึมเท่านั้น

                การสลายสารอาหารแบบไม่ใช้ออกซิเจนทั้ง  2 แบบดังกล่าวเป็นการสลายสารอาหารที่ไม่สมบูรณ์ เพราะเอทิลแอลกอฮอล์และกรดแลกติกที่เป็นผลิตภัณฑ์ของกระบวนการสลายสารอาหารแฝงอยู่จำนวนมาก

เราสามารถนำความรู้เรื่องกระบวน การหมักไปใช้ทำประโยชน์อะไรบ้าง ใช้ทำอาหาร เช่น เต้าเจี้ยว เต้าหู้ยี้ นมเปรี้ยว โยเกิร์ต ผักดอง  ผลไม้ดอง  เครื่องดื่มที่มีแอลกอฮอล์ น้ำสมสายชู ขนมปัง ฯ

Good bye zzzzzzz