Wikipedia

Ero sivun ”Käyminen” versioiden välillä

Selaa historiaa interaktiivisesti
[katsottu versio][katsottu versio]
← Vanhempi muutosUudempi muutos →
Poistettu sisältö Lisätty sisältö
VisuaalinenWikiteksti
Ei muokkausyhteenvetoa
määritelmän selvennys, ylim. tiedon karsimista joka on muissa artikkeleissa, typoja ym
Rivi 1:
'''Käyminen''' eli '''fermentaatio''' on [[aineenvaihdunta]]reaktio- tai -reaktiosarja, joita useita eri tyyppejä. Käymisessä [[eliö]] [[happi]]kaasua reaktiossa suoraan käyttämättä [[Pelkistäminen|pelkistämällä]] pilkkoo [[Orgaaninen yhdiste|orgaanisia yhdisteitä]] toisiksi yhdisteiksi (aineenvaihdunta- eli käymistuotteiksi). Käymisen avulla tuotettu energia, joka on usein [[Adenosiinitrifosfaatti|ATP]]:n muodossa, saadaan [[substraattitason fosforylaatio]]lla. Käyminen ei siis ole osa mitään [[elektroninsiirtoketju]]a, osallistu joidenkin solukalvojen välisen protonipitoisuuseron luontiin ja tämän eron avulla suoritettavaan energian tuottoon. Eliö saa käymisellä energiaa joko suoraan tai useammin epäsuoraan. Jälkimmäisessä käyminen ylläpitää muita energiaa suoraan tuottavia aineenvaihduntareittejä. Käymisessä hajoavat orgaaniset yhdisteet voivat olla peräisin mm. [[glukoosi]]sta.<ref name=":0">{{Kirjaviite|Tekijä=LA Urry et al|Nimeke=Campbell biology|Vuosi=2017|Sivu=179-181|Selite=11. painos|Julkaisija=Pearson Education, Inc.|Isbn=9780134093413}}</ref>
[[Tiedosto:Masa fermentando.JPG|pienoiskuva|Leivinhiivan etanolikäyminen tuottaa hiilidioksikaasua, joka muodostaa taikinaan ilmakuplia aiheuttaen siten sen kohoamisen.]]▼
'''Käyminen''' eli '''fermentointi''' on [[aineenvaihdunta]]tapahtuma, jossa pilkotaan orgaanisia aineita, usein [[hiilihydraatti|hiilihydraatteja]] tai [[aminohappo]]ja, energian saamiseksi. Käyminen tapahtuu tavallisesti ilman [[Happi|happea]], mutta on olemassa myös niin sanottuja hapetuskäymisiä, jotka vaativat happea. Käyminen tapahtuu [[solu]]n sisällä. Kemiallisesti kyse on [[hapetus-pelkistysreaktio]]sta, jossa ei tapahdu nettopelkistymistä tai hapettumista. Käymisen lopputuotteena syntyy yhdisteitä (käymistuotteet), jotka solu erittää ympäristöönsä.
 
Käyminen voi eliöstä riippuen tapahtua hapettomissa tai hapellisissa oloissa.<ref>{{Lehtiviite|Tekijä=JM Thomson et al|Otsikko=Resurrecting ancestral alcohol dehydrogenases from yeast|Julkaisu=Nature genetics|Ajankohta=kesäkuu 2005|Vuosikerta=37|Numero=6|Sivut=630–635|Pmid=15864308|Doi=10.1038/ng1553|Issn=1061-4036|www=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3618678/}}</ref>
==Etanolikäyminen==▼
{{Pääartikkeli|[[Etanolikäyminen]]}}▼
Etanoli- eli alkoholikäymisessä [[sokeri]] (yleensä [[glukoosi]]) hajoaa [[Hiivat|hiivojen]] tai [[bakteeri]]en sisältämien [[entsyymi]]en [[katalyysi|katalysoimissa]] aineenvaihduntareaktioissa [[pyruvaatti|pyruvaatiksi]]. Reaktiota nimitetään [[glykolyysi]]ksi, ja sen yhteydessä syntyy [[adenosiinitrifosfaatti|ATP]]:tä solun energianlähteeksi. Glykolyysissä syntynyt pyruvaatti puolestaan hajoaa edelleen [[asetaldehydi]]ksi ja [[hiilidioksidi]]ksi. Asetaldehydi [[pelkistyminen|pelkistyy]] tämän jälkeen [[etanoli]]ksi eli arkikielellä alkoholiksi.<ref name=":0">{{Kirjaviite|Tekijä=LA Urry et al|Nimeke=Campbell biology|Vuosi=2017|Sivu=179-181|Selite=11. painos|Julkaisija=Pearson Education, Inc.|Isbn=9780134093413}}</ref>
 
Vastakohtana käymiselle ovat happea suoraan kuluttavat aineenvaihduntareaktiot ja jonkin elektroninsiirtoketjun osana olevat reaktiot. Jälkimmäiset voivat kuluttaa happea (O<sub>2</sub>) sitä pelkistäen, jolloin kyse on [[Aerobinen soluhengitys|aerobisesta soluhengityksestä]]. Tätä tapahtuu mm. ihmisten [[mitokondrio]]issa. Elektroninsiirtoketjut voivat olla myös happea kuluttamattomia, jolloin kyse on [[Anaerobinen soluhengitys|anaerobisesta soluhengityksestä]]. Tällöin pelkistyy esimerkiksi [[sulfaatti]]-ioneita (SO<sub>4</sub><sup>2-</sup>, katso [[rikkibakteerit]]).<ref name=":0" />
Käymisreaktio on anaerobinen eli edellyttää hapettoman tilan. Alkoholikäymistä käytetään hyväksi leivonnassa kohottamaan taikinaa hiilidioksidilla ja alkoholijuomien valmistuksessa tuottamaan alkoholia.
 
[[Mikrobiologia]]ssa käymisen määritelmä on voi olla laveampi. Siitä puhutaan kun soluja ([[Mikrobi|mikrobeja]], [[Kasvisolu|kasvi]]- tai [[eläinsolu]]ja) kasvatetaan bioreaktorissa, jolloin ne muodostavat [[biomassa]]a tai joitakin aineita.<ref>{{Verkkoviite|osoite=http://goldbook.iupac.org/html/F/F02337.html|nimeke=fermentation|tekijä=IUPAC|julkaisu=goldbook.iupac.org|viitattu=2019-02-26}}</ref>
Käymisprosessissa hiivasolut käyttävät ravintonaan sokeria, lisääntyvät ja erittävät aineenvaihduntatuotteinaan syntyvän hiilidioksidin ja etanolin ympäristöönsä. Kun käymisliuoksen alkoholipitoisuus nousee liian korkeaksi (hiivakannasta riippuen 12–20 %), hiivasolut kuolevat ja käymisprosessi pysähtyy. Tätä väkevämpiä alkoholeja valmistetaan teollisesti [[tislaus|tislaamalla]].
 
▲==Etanolikäyminen==
Glukoosin ollessa lähtöaine, alkoholikäymisen kokonaisreaktioyhtälö on seuraava:<ref name=":0" />
▲{{Pääartikkeli|[[Etanolikäyminen]]}}
 
Kaksivaiheisessa etanolikäymisessä pyruvaatti hajoaa eliössä ensin [[asetaldehydi]]ksi ja [[hiilidioksidi]]ksi. Asetaldehydi [[pelkistyminen|pelkistyy]] sitten [[etanoli]]ksi eli arkikielellä alkoholiksi. Pyruvaatti saadaan usein glukoosin glykolyysistä, jonka yhteydessä muodostuu 2 ATP:tä solun energialähteeksi.<ref name=":0" />
:C<sub>6</sub>H<sub>12</sub>O<sub>6</sub> + 2 ADP → 2 C<sub>2</sub>H<sub>5</sub>OH + 2 CO<sub>2</sub> + 2 ATP.
▲[[Tiedosto:Masa fermentando.JPG|pienoiskuva|Leivinhiivan etanolikäyminen tuottaa hiilidioksikaasuahiilidioksidikaasua, joka muodostaa taikinaan ilmakuplia aiheuttaen siten sen kohoamisen.]]
 
Hiivojen etanolikäymistä käytetään mm. tuottamaan etanolia [[Alkoholijuoma|alkoholijuomiin]] ja kohottamaan takinoita käymisessä muodostuvan hiilidioksidin avulla.<ref name=":0" />
Etanolin lisäksi syntyy pieniä määriä muita alkoholeja, kuten myrkyllistä [[metanoli]]a. Teollisessa valmistuksessa metanoli häviää tislauksessa. Kotitekoisissakin alkoholeissa määrä jää niin vähäiseksi, ettei siitä ole yleensä haittaa, sillä se poistuu elimistöstä muodostamatta myrkyllistä [[formaldehydi]]ä, kun maksan hajottavat entsyymit pilkkovat etanolia.
 
==Maitohappokäyminen==
{{Pääartikkeli|[[Maitohappokäyminen]]}}
Maitohappokäymisessä [[glykolyysi]]ssä muodostunut [[pyruvaatti]] pelkistyy yksivaiheisesti [[laktaattidehydrogenaasi]]-entsyymin katalysoimana [[NADH]]:n avulla L- tai D-laktaatiksi eli [[Maitohappo|maitohapon]] anioniksi.<ref>{{Kirjaviite|Tekijä=DL Nelson, MM Cox|Nimeke=Lehninger principles of biochemistry|Vuosi=2008|Sivu=546-547|Selite=5. painos|Julkaisija=W.H. Freeman|Isbn=9780716771081|www=https://archive.org/details/LehningersPrinciplesOfBiochemistry5e_201604}}</ref><ref>{{Lehtiviite|Tekijä=C Zhang et al|Otsikko=Non-sterilized fermentation of high optically pure D-lactic acid by a genetically modified thermophilic Bacillus coagulans strain|Julkaisu=Microbial Cell Factories|Ajankohta=2017-11-25|Vuosikerta=16|Numero=1|Sivut=213|Julkaisija=|Pmid=29178877|Doi=10.1186/s12934-017-0827-1|Issn=1475-2859|www=https://microbialcellfactories.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12934-017-0827-1}}</ref> MaitohappokäyminenPyruvaatti onsaadaan yksivaiheinenusein reaktio,glykolyysistä. se tapahtuu yleensä vähähappisissa olosuhteissa ja siinäMaitohappokäymisessä ei muodostu [[hiilidioksidi]]ahiilidioksidia toisin kuin kaksivaiheisessa etanolikäymisessä. Maitohappokäyminen ei tuota energiaa [[Adenosiinitrifosfaatti|ATP]]-molekyyleinä, mutta sitä edeltävä glykolyysi muodostaa 2 ATP:tä, joita solut käyttävät kemiallisena energiana. Eliöiden soluissa maitohappokäymisessä pyrkimyksenä onkin energian tuoton sijaan vain pelkistää NAD<supref>+</sup>:ta{{Kirjaviite|Tekijä=DL NADH:ksiNelson, jottaMM NADHCox|Nimeke=Lehninger eiprinciples lopuof ja sitä tarvitseva glykolyysi voi jatkuabiochemistry|Vuosi=2008|Selite=5. Tällöin solu voi jatkaa energian tuottoa normaalistipainos|Julkaisija=W.H.<ref nameFreeman|Isbn="9780716771081|www=https:0" //archive.org/details/LehningersPrinciplesOfBiochemistry5e_201604}}</ref>
 
Mm. ihmisillä ja muilla nisäkkäillä [[lihassolu]]t voivat tuottaa energiaa maitohappokäymisellä, elleivät ne saa [[verenkierto|verenkierrosta]] riittävästi happea. Laktaatti kulkeutuu lihaksista veren mukana [[maksa]]an, jossa se muuntuu takaisin pyruvaatiksi (katso [[Corin sykli]]).<ref name=":0" />▼
Maitohappokäymistä hyödynnetään ruokien valmistuksessa, kun [[maitohappobakteerit|maitohappobakteereiden]] avulla valmistetaan [[juusto]]a, [[jogurtti]]a<ref name=":0" /> ja hapatettuja vihanneksia, kuten [[suolakurkku|venäläisiä suolakurkkuja]] tai [[hapankaali]]a. ▼
 
▲Maitohappokäymistä hyödynnetään ruokien valmistuksessa, kun [[maitohappobakteerit|maitohappobakteereidenmaitohappobakteeri]]en avulla valmistetaan [[juusto]]a, [[jogurtti]]a<ref name=":0" /> ja hapatettuja vihanneksia, kuten venäläisiä [[suolakurkku|venäläisiä suolakurkkuja]]ja tai [[hapankaali]]a.
▲Mm. nisäkkäillä [[lihassolu]]t voivat tuottaa energiaa maitohappokäymisellä, elleivät ne saa [[verenkierto|verenkierrosta]] riittävästi happea. Laktaatti kulkeutuu lihaksista veren mukana [[maksa]]an, jossa se muuntuu takaisin pyruvaatiksi (katso [[Corin sykli]]).<ref name=":0" />
 
==Katso myös==
Noudettu kohteesta ”https://fi.wikipedia.org/wiki/Käyminen”