תסיסה כהלית
תסיסה כהלית (באנגלית: Ethanol fermentation) הוא תהליך ביולוגי שהופך סוכרים דוגמת גלוקוז, פרוקטוז וסוכרוז, לאתנול ולפחמן דו-חמצני. תהליך זה מתרחש בסביבה נטולת חמצן (תהליך אנאירובי).
היסטוריה וגילויעריכה
התהליך הכימיעריכה
בתסיסה כהלית מולקולה אחת של סוכר הופכת לשתי מולקולות אתנול ושתי מולקולות פחמן דו-חמצני, כאשר התגובה הכוללת היא זו:
C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2
ניתן גם לכתוב ניסוח הכולל את המולקולות אוגרות האנרגיה (כדוגמת ATP) הנוצרות בתהליך:
C6H12O6 + 2ADP + 2Pi + 2H+ → 2C2H5OH + 2 H2O + 2ATP + 2CO2
ניתן לחלק את התהליך לשני שלבים עיקריים:
מגלוקוז לפירובטעריכה
תהליך תסיסת הגלוקוז מתחיל בעשרה שלבים אנזימטיים, המהווים את תהליך הגליקוליזה. ממולקולת גלוקוז אחת מתקבלות שתי מולקולות פירובט (-CH3COCOO):
C6H12O6 + 2ADP + 2NAD+ + 2Pi → 2 CH3COCOO− + 2 H2O + 2H+ + 2ATP+2 NADH
ריאקציות הגליקוליזה משותפות לתסיסה הכהלית ולתסיסה ההומולקטית.
מפירובט לאתנולעריכה
כל אחת ממולקולות הפירובט הופכת לאתנול תוך יציאת מולקולת פחמן דו-חמצני:
CH3COCOO- + 2H+ + NADH → C2H5OH + 2NAD+ + CO2
בתהליך זה קיימים שני שלבים ולכן שני אנזימים מזרזים אותו. הראשון פירובט דאקרבוקסילאז אשר מזרז את היוצרות אצטאלדהיד והוא דורש מגנזיום ותיאמין פירופוספט כקופקטורים. בשלב זה משתחרר פחמן דו-חמצני למערכת. האנזים השני הוא אלכוהול דהידרוגנאז והוא מזרז את יצירת האלכוהול תוך חימצון מולקולת NADH ל +NAD .
-
גלוקוז
-
פירובט
-
אצטאלדהיד
-
אתנול
חשיבות התסיסה לאתנולעריכה
שתי הריאקציות האחרונות בתהליך התסיסה הכהלית חשובות לקיום תהליך הגליקוליזה. הן מאזנות אותה מבחינת חמצון-חיזור. כלומר, בריאקציות אלה יש מחזור נשא האלקטרונים +NAD ממצבו המחוזר NADH, שכן הוא חיוני לתהליך הגליקוליזה.
שימושים תעשייתייםעריכה
תסיסה כהלית מתרחשת בשמרים, המצויים בסביבה נטולת חמצן. התסיסה הכהלית היא האחראית לתפיחת הלחם ולאלכוהול שנמצא ביינות ובבירות.
בתעשיית היין מקובל לחשב "בומה" כלומר אחוז אלכוהול משוער לתסיסה כך שכל אחוז אלכוהול אחד שווה לכ-1.8 עד 1.6 גרם סוכר בליטר