חומצת חלב

האדם הוא יצור א-אירובי

שריפת סוכר עם חמצן על מנת לקבל פחמן דו חמצני ומיםß על כל 100 גרם של סוכר שורף יש 381 קק"ל אנרגיה שהגוף מרוויח.

שמרים: כאשר לשמרים אין חמצן הם הופכים את הסוכר לכוהל אתילי ופחמן דו חמצני. בתהליך אנאירובי מ100 גרם סוכר הרווחה יהיה 31 קק"ל.

שמרים יעדיפו לפעול באופן אירובי אך כדי לשמור על עצמם הם יפעילו את הנשימה האנאירובית שלהם. המסקנה היא שכמות האנרגיה שמתקבלת בנשימה אנאירובית היא קטנה הרבה יותר קטנה.

 

חומצת חלב בשרירים ובחלב כדוגמה ליצירת תסיסה ללא חמצן

מולקולה של חומצת חלב היא בדיוק חצי ממולקולת סוכר, ומולקולת סוכר מתפרקת לשתי מולקולת של חומצת חלב.

במצגת יש השוואה בין נשימה אירובית, חומצת חלב ותסיסת שמרים.

 

לקטו-בצילוס ופרופיוני-בקטיריום:

גבינות צהובות מיוצרות על ידי תהליכים שונים של תסיסות:

תסיסה רגילה- סוכר הופך לחומצת חלב.

תסיסה שנייה ע"י קבוצת חיידקים שיוצרים חומצה פרופיונית, חומצת חומץ ופחמן דו חמצני.

הפרופיוניבקטיריום קשור גם לפצעי בגרות- אקנה

 

ויניגרט- חומץ בן יין

בתהליך ייצור חומץ בן יין חמצן הוא חיוני.

חבית עם נסורת עץ על מנת לאפשר גדילת מושבות חיידקים. שאיבת אוויר דרך חורים על מנת לאוור את הנוזל.

מכניסים למעלה כוהל וקיימת בקרת טמפרטורה אחרי שהחיידקים החמיצו את הנוזל. זה תהליך של חמצון חלקי.

 

חיידקים בשימוש האדם-חיים ויצמן

 

חיים ויצמן נולד בבלרוס, למד כימיה בגרמניה ושוויץ. רוב הקריירה המדעית שלו הייתה במנצ'סטר אנגליה. הנשיא הראשון של מדינת ישראל.

ויצמן חקר מיקרוביולוגיה תעשייתית, או במילים אחרות שימוש בחיידקים לטובת האדם.

הסיפור של אצטון וחיים ויצמן הוא הראשון שבו לקחו חיידק וגידלו אותו בצורה המונית על מנת להפיק חומר בעל חשיבות לאדם. מאז כל השימושים הטכנולוגיים בחיידקים לאדם הם לא זרים ודי נפוצים בימינו.

מלחה"ע הראשונה- הצי הבריטי נזקק לאצטון על מנת להכין תחמושת, שישמש כממיס אורגני של ניטרוגליצרןוניטרוצלולוז. בזמן המלחמה האצטון לא היה זמין בבריטניה כי היה מיוצר בגרמניה היריבה. הבריטים התייעצו עם ויצמן לשם כך. ויצמן המשיך את פסטר והשתמש בתסיסות וכוהלים. ניתן לומר שמדינת ישראל מודה את קיומה לוויצמן שיצר את האצטון למען הבריטים. הצהרת בלפור ניתנה בסופו של דבר על ידי כך שוויצמן גילה את הנוסחה לייצור אצטון.

 

הביולוגיה שמאחורי זה:

קלוסטרידיום- חיידקים שיוצרים נבגים, יכולים לחיות בתנאים אנאירוביים.

החיידק של חיים ויצמן הוא סיפור דומה: חיידק לוקח יחידות סוכר שמצוי בתירס או חיטה ßהתוצרים הם מרובים: כוהל, פחמן דו חמצני, חומצת חומץ, בוטונול, חומצת חמאה, אצטון.

ויצמן ניסה "לשכנע" את החיידק להפריש כמה שיותר אצטון למצע החיצוני. זו הייתה הצלחה.

אצטון הוא הדוגמא הראשונה לסינתוז של חומרים מיקרואורגניזמים.

דוגמאות נוספות:

-חומצת לימון 330E  נוצרת על ידיפטריית אספרגלוס.

-מונוסודיום גלוטומט 621E שיוצר על ידי חיידק. זהו חלבון הבנוי מחומצות אמינו. זהו חומר טבעי לחלוטין ופרופסור אורן לא יודע למה אנשים מתנגדים לחומר הזה. החיידק שמסנתז את החומר לא מצליח להחזיק בתוכו את החומר ועודפים דולפים החוצה. אם קיים חיידק כזה, ניתן לייצר את החומר באופן המוני ותעשייתי.

-אנטיביוטיקה: פניצילין שנוצר על ידי פטריית הפניציליום.

-אנזימים שמיוצרים על ידי חיידקים לאבקות כביסה או מדבירים ביולוגיים באופן מלאכותי.

-פלסטיק תעשייתי כמו פרופילן וטפלון הוא זר לטבע ולא יכול להתפרק. קיימים שני מיני חיידקים אשר מסוגלים ליצור פלסטיק שיכול להתפרק בטבע: זהו פולימר שדומה לפלסטיק. זהו חומר משמר- עודפי פחמן שהתא לא יודע לפרק ונצברים כשומנים. אצל חיידק זה אותו דבר- אם חיידק יקבל תפריט מאוזן הוא לא יצבור כמות גדולה של חומר משמר. אם הוא יפוטם בפחמן ויורעב בחומרים אחרים- התוצאה תהיה כמויות עצומות של חומר משמר. עקרונית ניתן להשתמש בחיידקים אלה כמפעל לייצור פלסטיק טבעי אשר גם יכול להתפרק מעצמו בטבע. הדבר הזה הוא לא כלכלי כי פוליאטילן הוא ממש זול.

 

האינסולין וחומרים רפואיים אחרים:

אינסולין הוא הורמון שהלבלב של אדם בריא מייצר. האינסולין מווסת את רמת הגלוקוז בדם. אם יש תקלה בייצור האינסולין זה אומר שהאדם יכול למות מעודף סוכר. האינסולין של האדם הוא מיוחד ולא זהה לאינסולין של חיות אחרות ולכן לא ניתן להשתיל אינסולין מהחי לאדם.

הפתרון הטוב ביותר לפני ההנדסה הגנטית הוא אינסולין החזיר שהוא מאוד דומה לאינסולין של גוף האדם. מאז שנוצרה ההנדסה הגנטית האדם משתמש באינסולין אנושי. החומר הזה נוצר בהנדסה גנטית על ידי חיידק, E-COLI  ולעיתים גם בשמרים.

עוד כתבות בנושא: