Maitohappokäyminen

Kohteesta Wikipedia
Siirry navigaatioon Siirry hakuun

Maitohappokäyminen on eliöissä tapahtuva reaktio, jossa pyruvaatti eli palorypälehappo pelkistyy laktaattidehydrogenaasi-entsyymillä maitohapoksi. Tätä tapahtuu mm. ihmisillä ja muilla eläimillä lihaksissa rasittavan liikunnan aikana ja maitohappobakteereissa näiden tuottaessa energiaa itselleen.[1]

Maitohappokäymistä käytetään tiettyjen ruokien kuten hapankaalin hapattamiseen eli happamaksi tekemiseen maitohapolla. Hapattaminen tehdään ruokien säilyvyyden, rakenteen, maun ja ravintoarvon muuttamiseksi.

Biokemia[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Glykolyysissä 1 glukoosi hajoaa 2:ksi pyruvaatiksi monen reaktio kautta. Ihmisten ja muiden eläinten tyypillisten solujen glykolyysin 6. vaiheessa glyseraldehydi-3-fosfaatti muuntuu 1,3-bisfosfoglyseraatiksi. Samalla 1 NAD+ pelkistyy NADH:ksi.[2] NADH hapettuu normaalisti mitokondrioiden oksidatiivisessa fosforylaatiossa NAD+:ksi. Näin ei voi käydä liian vähähappisissa oloissa, jolloin NADH hapettuu NAD+:ksi maitohappokäymisessä. Tämä tapahtuu jotta NAD+ ei lopu eli solulle energiaa tuottava glykolyysi voi jatkua.[1]

Glykolyysi liittyy ihmisissä ja monissa muissa eliöissä maitohappokäymiseen NADH:n jälleenmuodostumisen kautta.

Varsinaisessa maitohappokäymisessä pyruvaatti pelkistyy ihmisillä L-laktaattidehydrogenaasilla (LDH) L-maitohapoksi, joka on solujen olosuhteissa tämän deprotonoitu anioni, L-laktaatti. Samalla NADH hapettuu. Tasapainoreaktio on L-laktaatin ja NADH suuntaan sillä reaktio on hyvin eksergoninen (energiallisesti suotuisa):[1]

Brenztraubensäure.svg + NAD+ Biochem reaction arrow reversible NNNN horiz med.svg Lactic-acid-skeletal.svg + NADH
pyruvaatti LDH L-maitohappo

Mm. tietyissä bakteereissa päätuotteena muodostuu D-laktaattia D-laktaattidehydrogenaasilla.[3]

Maitohappokäymistä tapahtuu vähähappisissa oloissa kuten lihassoluissa rasittavassa liikunnassa, vedenalaisissa kasveissa, monissa syöpäkasvaimissa ja maitohappobakteereissa. Reaktio ilmenee myös jos solulla ei ole oksidatiiviseen fosforylaatioon sopivia entsyymeitä. Esim. monien eläinten kuten ihmisten punasoluissa ei ole mitokondrioita, joten ne tuottavat verensokerista energiaa maitohappokäymisellä.[1] Mm. lintujen punasoluissa tosin on toiminnalliset mitokondriot.[4]

Homofermentaatiossa kuusihiilisistä sokereista (heksooseista) muodostuu maitohappokäymisellä lähinnä vain L/D-maitohappoa. Heterofermentaatiossa heksooseista muodostuu runsaasti muitakin aineita kuten etikkahappoa, etanolia ja mannitolia esim. samanaikaisen alkoholikäymisen kautta. Termejä käytetään jakamaan esim. maitohappobakteereita homo- ja heterofermentatiivisiin.[5]

Mm. lihaksissa liikunnassa muodostunut laktaatti poistuu pääosin Corin sykliin: lihaksista laktaatti siirtyy vereen ja sieltä maksaan, jossa se muunnetaan lähinnä glukoosiksi. Glukoosi palaa verensokeriksi, joka voi muuntua lihaksissa taas laktaatiksi. Sykli toistuu.[6]

Ruuan valmistus[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Ruuan hapattaminen tehdään lisäämällä raaka-aineeseen tarkoitukseen sopiva maitohappobakteerikanta. Bakteerit käyttävät ravinnokseen raaka-aineen sokereita ja erittävät maitohappoa, joka happamoi ruuan. Bakteerien kasvua ja sen vaikutuksena maitohapon muodostumista säädellään kontrolloimalla lämpötilaa ja hapensaantia. Kun ruoka on tarpeeksi hapan, siinä eivät elä ihmiselle haitalliset bakteerilajit. Maitotuotteissa hapattaminen on maun lisäksi merkittävä myös rakenteen muodostamisessa.[7]

Tyypillisiä hapatettavia elintarvikkeita ovat

Kulttuuri[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Juutalaisen pesah-juhlan aikana on juutalaisilta tavallinen hapatettu leipä ankarasti kielletty. Sen sijaan tulee syödä happamatonta ja maustamatonta matsa-leipää, jota ei ole kohotettu.

Katso myös[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Viitteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. a b c d Nelson, s. 546-547
  2. Nelson, s. 529
  3. C Zhang et al: Non-sterilized fermentation of high optically pure d-lactic acid by a genetically modified thermophilic Bacillus coagulans strain. Microbial Cell Factories, 25.11.2017, 16. vsk, nro 1, s. 213. PubMed:29178877. doi:10.1186/s12934-017-0827-1. ISSN 1475-2859. Artikkelin verkkoversio.
  4. A Stier et al: Avian erythrocytes have functional mitochondria, opening novel perspectives for birds as animal models in the study of ageing. Frontiers in Zoology, 8.6.2013, nro 10, s. 33. PubMed:23758841. doi:10.1186/1742-9994-10-33. ISSN 1742-9994. Artikkelin verkkoversio.
  5. LC McDonald et al: A Differential Medium for the Enumeration of Homofermentative and Heterofermentative Lactic Acid Bacteria. Applied and Environmental Microbiology, kesäkuu 1987, 53. vsk, nro 6, s. 1382–1384. PubMed:16347367. ISSN 0099-2240. Artikkelin verkkoversio.
  6. Nelson, s. 552, 680-681
  7. a b Hapanmaitotuotteiden valmistus Ruokatieto
  8. Hapansäilöntä Martat
  9. Terveyttä keräkaalista YLE Akuutti