التخمير الخليك: الخصائص والتطبيقات والأمثلة - مادة الاحياء - 2025

و التخمير الخليك هو عملية كيميائية بوساطة عمل مجموعة من البكتيريا التي تنتمي إلى جنس الخلالة. من خلال هذه العملية ، تعمل هذه البكتيريا على الكحول الإيثيلي (الإيثانول) ، وأكسدته ، والحصول على حمض الأسيتيك (CH ₃ COOH) والماء (H ₂ O) كمنتجات نهائية.

هذه عملية مفيدة للغاية من وجهة نظر صناعية ، حيث أن منتجها الرئيسي له استخدامات مختلفة في مجالات مختلفة ، مثل الطبية والصيدلانية وتذوق الطعام.

هيكل حامض الخليك ، نتاج تخمير الخليك. المصدر: لم يتم تقديم مؤلف يمكن قراءته آليًا. يفترض Walkerma (بناءً على مطالبات حقوق النشر).

مميزات

تتطلب البكتيريا التي تقوم بهذه العملية بالضرورة وجود الأكسجين لتتمكن من تنفيذها.

كما هو الحال في أي عملية كيميائية ، يتطلب تخمير الأسيتيك ركيزة كحول الإيثيل. يتم الحصول على هذا من خلال عملية التخمير الكحولي التي يتم إجراؤها أيضًا بواسطة كائن حي دقيق ، خمائر جنس Saccharomyces. ما يفعلونه هو معالجة السكريات للحصول على الإيثانول (الكحول) وثاني أكسيد الكربون و ATP ، وكل ذلك في ظروف لاهوائية.

هذا الإيثانول الذي يتم الحصول عليه يتأكسد بواسطة البكتيريا ، والتي في وجود الأكسجين الإلزامي ، تحصل على حمض الأسيتيك والماء كمنتجات نهائية ، وفقًا للتفاعل التالي:

C ₂ H ₅ OH + O ₂ ^Acetobacter CH ₃ COOH + H ₂ O

بمجرد الحصول على حمض الأسيتيك ، لا ينبغي تعريضه للهواء الطلق ، حيث يمكن أن يخضع لتحول كيميائي جديد ، ويفقد خصائصه.

أسيوباكتر

تنتمي البكتيريا التي تقوم بعملية تخمير الأسيتيك إلى جنس Acetobacter ، والذي يرجع اسمه إلى خاصية أكسدة الإيثانول إلى حمض الأسيتيك.

هذا جنس يشمل العديد من الأنواع ، ما مجموعه 17 نوعًا ، أكثرها استخدامًا لإنتاج حمض الأسيتيك هو Acetobacter aceti.

هذه بكتيريا سالبة الجرام وتنتمي إلى مجموعة العصيات لأنها على شكل قضيب. وبالمثل ، فإن تطورها يتطلب شروطًا معينة مثل وجود الأكسجين ، ومتوسط ​​درجة حرارة 30 درجة مئوية ودرجة حموضة 6.0.

منتجات

يعتبر تخمير الخليك عملية معقدة لها منتجان ، أحدهما أكثر أهمية من الآخر. هذا المنتج هو حمض الخليك ، المعروف أيضًا باسم حمض الإيثانويك. المنتج الآخر هو الماء.

الصيغة الكيميائية لحمض الخليك هي CH ₃ COOH. بشكل رئيسي في الحالة الصلبة ، وتشكيل البلورات. كتلته المولية 60.05 جم / مول وكثافة 1.049 جم / سم 3. وبالمثل ، تبلغ درجة انصهارها 17 درجة مئوية ونقطة غليانها 118 درجة مئوية.

حمض الخليك قابل للذوبان في مواد مختلفة مثل الماء والأثير والجلسرين والأسيتون والبنزين. كما أنه قادر على إذابة بعض المركبات العضوية وغير العضوية بنفسه.

إنه أحد أبسط الأحماض الكربوكسيلية ، والتي يمكن استنتاجها من بساطة تركيبها الكيميائي. ومع ذلك ، على الرغم من ذلك ، فإن حمض الأسيتيك منتج يستخدم على نطاق واسع في مجالات مختلفة ، مثل فن الطهو والطب والكيمياء وغيرها.

التطبيقات

يستخدم تخمير الخليك لإنتاج حمض الأسيتيك. التطبيقات والاستخدامات التي يمكن أن تعطى لهذا المركب كثيرة.

الدواء

في المجال الطبي ، حمض الأسيتيك له استخدامات متعددة. يستخدمه أطباء أمراض النساء في إجراء يُعرف باسم التنظير المهبلي لتحديد وجود عدوى فيروس الورم الحليمي البشري.

تتفاعل الخلايا المصابة بالفيروس مع حمض الأسيتيك وتكتسب لونًا أبيض ، ثم يكون الاختبار إيجابيًا.

وبالمثل ، يستخدم حمض الأسيتيك في مختبرات التشريح المرضي كعنصر من الحلول المثبتة ، والتي تهدف إلى الحفاظ على الأنسجة.

فن الطهو

إن استخدامات حمض الأسيتيك كخل في منطقة تذوق الطعام معروفة على نطاق واسع.

بادئ ذي بدء ، يتم استخدامه كصلصة للسلطات والأطباق القائمة على اللحوم والأسماك والمأكولات البحرية. وبالمثل ، فإنه يستخدم أيضًا كمادة حافظة ويضاف إلى المايونيز لمنع نمو البكتيريا مثل السالمونيلا.

يستخدم الخل على نطاق واسع في صناعة الطعام. المصدر: pixabay.com

الأدوية

حمض الخليك هو مكون رئيسي في بعض المنتجات مثل كريمات ضربة الشمس والأدوية الأخرى المستخدمة لعلاج حالات مثل الزهم والأمراض الفطرية التي تستقر بشكل أساسي على فروة الرأس.

مستحضرات التجميل

في صناعة مستحضرات التجميل ، يستخدم حمض الأسيتيك كعنصر مكون في الشامبو وكريمات التصفيف المضادة للقشرة ، وكذلك في أقنعة التليين.

الاستخدامات المنزلية

تميل ربات البيوت إلى استخدام حمض الأسيتيك كمزيل للبقع على الأسطح المختلفة. بالطريقة نفسها ، فهو مطهر قوي يستخدم أيضًا بشكل خاص على طاولات المطبخ وأماكن أخرى في المنزل.

أمثلة

هناك العديد من الأمثلة على تخمير الخل. هذه تعتمد على الركيزة التي تستخدمها Acetobacter. أي شيء يحتوي على سكريات يمكن تحويلها إلى إيثانول ثم إخضاعها للتخمير للحصول على حمض الأسيتيك يشكل ركيزة جيدة.

هذه هي الطريقة التي يمكن بها صنع الخل الرائع من النبيذ والحبوب (خاصة الأرز) والفواكه والعسل.

خل النبيذ

خل النبيذ هو منتج ذو قيمة عالية في صناعة تذوق الطعام. يتم الحصول عليها من خلال عمليتي تخمير متتاليتين. يتم إجراء التخمير الكحولي الأول بواسطة الخمائر التي تنتمي إلى جنس Saccharomyces والثاني ، التخمير الخل ، بواسطة بكتيريا من جنس Acetobacter.

يستخدم هذا النوع من الخل على نطاق واسع في وصفات الطهي كتوابل وهو جزء أساسي من مختلف أنواع الضمادات.

وبالمثل ، فقد تم استخدامه أيضًا لسنوات عديدة لاستخداماته الطبية ، لأنه يساعد في تنظيم مستويات بعض العناصر مثل الدهون الثلاثية والكوليسترول.

وبنفس الطريقة ، له خصائص مضادة للأكسدة مهمة جدًا ، لأنها تمنع شيخوخة الخلايا وظهور أمراض مثل السرطان. كما أنه يتدخل بشكل إيجابي في عمل نظام القلب والأوعية الدموية.

خل الفاكهة

يتم الحصول على خل الفاكهة من أي فاكهة ، وذلك بفضل تخمير السكريات الموجودة فيها. في البداية يتم تحويلها إلى كحول وبعد ذلك ، بفضل عمل بكتيريا الأسيتيك ، يتم تحويلها إلى حمض أسيتيك.

يمكن صنعه من أنواع مختلفة من الفاكهة ، وأكثرها استخدامًا هو التفاح والتمر الهندي والمانجو والبرتقال وغيرها. تتميز بجودة كونها أقل حمضية من أنواع الخل الأخرى ، وذلك بفضل حلاوة الفاكهة المميزة.

اليوم يتم استخدامه كصلصة لأطباق مختلفة مثل السلطات واللحوم والأسماك والمأكولات البحرية.

خل الحبوب

يتم الحصول عليها من خلال تخمير السكريات الموجودة في الحبوب. أكثر ما يستخدم في صنع الخل هو الأرز.

يختلف لونه من الأبيض إلى الذهبي وله طعم حلو. كما أنه يستخدم على نطاق واسع في المطبخ الآسيوي ، وخاصة لإعداد السوشي.

خل العسل

إنه نوع غير معروف من الخل. عندما يتم تخمير السكريات في العسل ، فإنه يتحول إلى شراب ، وبعد ذلك بفعل تخمير الأسيتيك يتحول إلى خل العسل.

هذا الخل له رائحة طيبة للغاية ولونه يشبه العنبر مع بعض اللمسات البراقة.

خل الشعير

إذا كان خل العسل غير معروف ، فإن خل الشعير يكون أقل من ذلك. يتم الحصول على ذلك من خلال التخمير الكحولي لشعير الشعير والتخمير الخليك اللاحق.

خل الشعير ذو رائحة عطرية جدا وله لون مغرة لامع ويستخدمه الخبراء في تحضير بعض الأطباق. في المطبخ الإنجليزي ، لا بد منه.

المراجع

1. كوكس ، إم ونيلسون ، د. (2014). مبادئ Lehningher للكيمياء الحيوية. أوميغا التحريرية. الطبعة السادسة.
2. Jiménez ، J. ، Santos ، I and García ، I. (2009). تعظيم الاستفادة من عمليات التكنولوجيا الحيوية. التخمير الخل. الجزء الأول: النموذج المقترح. مجلة الكيمياء الحيوية. 45 (1). 1-6
3. Madigan، M.، Martink، J. and Parker، J. (1997). بيولوجيا بروك من الكائنات الحية الدقيقة. برنتيس هول انترناشيونال. 8 ^عشر
4. Silva، M.، Torres، A.، Silva، W.، Silva، F. and Swarnakar، R. (2007). إنتاج خل نبيذ الكاجو: تخمير كحولي وخليك. المجلة البرازيلية للهندسة. 24 (2).
5. واكيت ، إل (2018). منتجات تخمير الأحماض الميكروبية. التكنولوجيا الحيوية الميكروبية. 11 (1). 268-269.