乳酸発酵としても知られている、乳酸発酵におけるATP合成の過程である「乳酸菌」と呼ばれる細菌の種類、酸排泄で終わるを含むいくつかの微生物を、実行酸素の不在乳酸菌。
これは、嫌気性「呼吸」の一種と考えられており、哺乳動物の一部の筋細胞が、肺および心臓血管系の酸素輸送能力よりも大きく、高速で運動すると実行されます。
乳酸発酵スキーム（出典：Sjantoni / CC BY-SA（https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0）ウィキメディアコモンズ経由、Raquel Parada Puigにより変更）
「発酵」という用語は、一般的な用語で、酸素の不在下、すなわち嫌気性でエネルギーを（ATPの形で）取得することを指し、乳酸発酵は、ATPの合成と酸の排泄を指します。嫌気性生活における乳酸、グルコース代謝の産物として。
グルコースからの乳酸生産の方程式。
乳酸菌
人間は長い間、食品の生産と保存のために乳酸発酵の利点を利用してきましたが、間違いなく、乳酸菌はこの目的のための基本的な柱です。
これらは、通常、球菌と桿菌の形をしている非常に不均一な細菌のグループに属しています。それらは、グラム陽性菌であり、非カタラーゼ生成、非胞子形成、不動および嫌気性であり、解糖経路によって形成されるピルビン酸から乳酸を合成することができます。
それらは、Pediococcus、Leuconostoc、Oenococcus、Lactobacillusなどの異なる属に属し、その中にホモ発酵およびヘテロ発酵種があります。
ホモ発酵乳酸菌は、グルコース分子が消費するごとに、2つの乳酸分子を生成します。一方、ヘテロ発酵乳酸菌は、例えば、乳酸の1つの分子と二酸化炭素またはエタノールの別の分子を生成します。
乳酸発酵プロセス（段階的）
乳酸発酵は、細胞（細菌または筋肉）がグルコースまたは関連する糖または炭水化物を消費することから始まります。この「消費」は解糖作用によって起こります。
-解糖経路
ATP投資
最初は、ヘキソキナーゼ酵素によってリン酸化されてグルコース6-リン酸が生成されるため、消費される各グルコース分子に対して2つのATPが投資されます。 、6-ビスリン酸（ホスホフルクトキナーゼ酵素）。
その後、フルクトース1,6-二リン酸が半分に「カット」されて、グリセルアルデヒド3-リン酸とジヒドロキシアセトンリン酸として知られる2つのトリオースリン酸が放出されます。これは、アルドラーゼ酵素によって触媒される反応です。
これらの2つの3炭素リン酸化糖は、酵素トリオースリン酸イソメラーゼによって相互変換可能であるため、この時点までに、消費される各グルコース分子は2つのグリセルアルデヒド3リン酸分子に変換され、リン酸化されます。 1,3-ビスホスホグリセレート。
上記の反応は、グリセルアルデヒド3-リン酸デヒドロゲナーゼ（GAPDH）と呼ばれる酵素によって触媒されます。GAPDHは、補酵素NAD +の「還元力」の存在を必要とし、それがなければ機能しません。
ATP生産
ルートのこの時点で、グルコースの各分子に対して2つのATPが消費されていますが、これらの2つの分子は、各1,3-ビスホスホグリセリン酸が3-ホスホグリセリン酸に変換される酵素ホスホグリセリン酸キナーゼによって触媒される反応によって「置き換えられます」。と2ATPが合成されます。
各3-ホスホグリセリン酸は酵素ホスホグリセリン酸ムターゼによって2-ホスホグリセリン酸に変換され、これは次に酵素エノラーゼの基質として働き、それを脱水してホスホエノールピルビン酸に変換します。
ホスホエノールピルビン酸は、ホスホエノールピルビン酸からADPの分子へのホスホリル基の転移を触媒し、ATPを生成する酵素ピルビン酸キナーゼの基質であるため、消費される各グルコース分子で、2つのピルビン酸分子と2つのATP分子が生成されます。
-NAD +の乳酸発酵と再生
3炭素分子のピルビン酸は、ピルビン酸の各分子に対して1分子のNADHを消費する還元反応を通じて乳酸に変換され、解糖反応で「反転」NAD +を再生します。 GAPDHによって触媒されます。
使用されるNAD +分子の置換は、ATP分子の追加の生成につながりませんが、解糖サイクルが繰り返され（利用可能な炭水化物がある限り）、2つのATPが消費される各グルコースに対して生成されます。
反応は乳酸デヒドロゲナーゼと呼ばれる酵素によって触媒され、次のようになります：
2C3H3O3（ピルビン酸）+ 2 NADH→2C3H6O3（乳酸）+ 2 NAD +
乳酸発酵が起こるプロセスの例
-筋肉細胞
筋細胞での乳酸発酵は、数日間の非活動後のトレーニング後によく見られます。これは、アスリートが経験する筋肉の疲労と痛みが細胞内の乳酸の存在に関連しているために明らかです。
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筋肉細胞が運動し、酸素貯蔵が枯渇すると（心血管系および呼吸器系は必要な酸素輸送に対処できない）、それらは発酵し始め（酸素なしで呼吸）、蓄積する可能性のある乳酸を放出します。
-食品
さまざまな種類の細菌や真菌によって行われる乳酸発酵は、さまざまな種類の食品を生産するために世界中の人間によって使用されています。
異なる微生物が特徴付けられるこの代謝は、それらによって達成される酸性pHが一般に他の潜在的に有害なまたは病原性微生物の成長を阻害するため、大量の食品の経済的保存および生産に不可欠です。
これらの食品には、ヨーグルト、ザワークラウト（発酵キャベツ）、漬物、オリーブ、さまざまな漬物、さまざまな種類のチーズと発酵乳、ケフィア水、一部の発酵肉やシリアルなどがあります。
ヨーグルト
ヨーグルトは牛乳に由来する発酵製品であり、この動物由来の液体を、一般にLactobacillus bulgaricusまたはLactobacillus acidophilus種の乳酸菌によって発酵させることで生産されます。
ヨーグルト（www.pixabay.comのkamila211による画像）
これらの微生物は、牛乳（乳糖を含む）に含まれる糖を乳酸に変換するため、この液体のpHが低下し（酸性になり）、味と質感が変化します。さまざまな種類のヨーグルトの固いまたは液体の質感は、次の2つの要素に依存します。
- 増粘剤として作用する発酵細菌によるエキソポリサッカライドの付随的生産から
- 完全に不溶性にする乳酸の生成によって生成されるpHの変化の影響として、乳タンパク質に対する負の電荷の中和から生じる凝固から
発酵野菜
このグループでは、ブラインで保存されたオリーブなどの製品を見つけることができます。ザワークラウトや韓国のキムチなどのキャベツベースの準備、ピクルスのガーキン、メキシコのハラペーニョも含まれています。
発酵肉
チョリソ、フエット、サラミ、ソプレッサッタなどのソーセージがこのカテゴリに含まれます。高い保存力に加え、独特の風味が特徴の商品。
発酵魚介類
タイのプララーのように、通常パスタやライスと混ぜて発酵されるさまざまな種類の魚介類が含まれています。
発酵豆類
マメ科植物に適用される乳酸発酵は、一部のアジア諸国では伝統的な慣行です。味噌は、例えば、発酵大豆から作られたペーストです。
発酵種子
伝統的なアフリカ料理には、スンバラやけんけいなどの発酵種子から作られたさまざまな製品があります。これらの製品には、いくつかの調味料、さらには穀物から作られたヨーグルトさえ含まれています。
参考文献
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