किण्वन क्या है? — जीवविज्ञान

परिभाषा 43.4 प्राथमिक और माध्यमिक विद्यालय जीवविज्ञान · अध्याय 43 — अपना भोजन पैदा करना

कुछ भोजन आँखों से न दिखने वाले सजीवों — यानी सूक्ष्मजीवों — को किसी कच्चे माल पर काम पर लगाकर बनाए जाते हैं। उनका खाना उस माल को बदल देता है: इसी बदलाव को किण्वन कहते हैं, और मनुष्य इसे हज़ारों साल से चला रहे हैं, यानी तब से जब किसी को यह पता तक नहीं था कि ये मज़दूर होते भी हैं।

कार्यबल के दस्तख़त, वहीं पके हुए: भीतर का हर छेद वह बुलबुला है जो खमीर ने फुलाया था।

उदाहरण

उदाहरण 43.5 (रोटी फूलती है)

रोटी का कच्चा गूँधा हुआ आटा आटे और पानी का होता है — और साथ में खमीर, यानी एककोशिकीय कवक (टिप्पणी 29.9 में ऐसे ही जीवन से भेंट हुई थी)। खमीर आटे की शक्कर पर पलता है और एक गैस छोड़ता है; और उस गैस के बुलबुले लचीले आटे में फँसकर उसे फुला देते हैं — नानबाई इसी को फूलना कहता है। फिर ओवन की गरमी मज़दूरों की पाली ख़त्म कर देती है और उनका काम जमा देती है: भीतर के छेद खमीर के ही दस्तख़त हैं।

उदाहरण 43.6 (दूध दही और पनीर बनता है)

सही सूक्ष्मजीवों का जामन डाला हुआ गरम दूध रात भर में जमकर दही बन जाता है: मज़दूर दूध की शक्कर पर पलते हैं और एक अम्ल छोड़ते हैं, और वही अम्ल दूध को जमा देता है — वह ताज़ा खटास ही वह अम्ल है। पनीर भी इसी तरह शुरू होता है, पर आगे जाता है: दही को दबाया, नमक लगाया और महीनों पकाया जाता है, और उस पकने के दौरान सूक्ष्मजीव काम करते रहते हैं — किसी पनीर के छेद, ऊपरी परत और तेज़ महक उनकी लंबी पाली का ही रोज़नामचा हैं।

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परिभाषा 4.8 माध्यमिक जीवविज्ञान · अध्याय 4 — कोशिका का उपापचय

ऑक्सीजन के बिना कुछ कोशिकाएँ ग्लूकोज़ को कोशिकाद्रव्य में केवल आंशिक रूप से तोड़ती हैं और ऐसे छोटे कार्बनिक अणु बनाती हैं जिनमें अब भी अधिकांश ऊर्जा बची रहती है: यही किण्वन है। खमीर ऐल्कोहॉली किण्वन करता है,

\mathrm{C_6H_{12}O_6} \longrightarrow 2\,\mathrm{C_2H_5OH} + 2\,\mathrm{CO_2} + \text{ऊर्जा},

और ऑक्सीजन की कमी झेलती पेशी कोशिकाएँ तथा दही के जीवाणु लैक्टिक किण्वन करते हैं, यानी ग्लूकोज़ को लैक्टिक अम्ल में बदल देते हैं। किण्वन प्रति ग्लूकोज़ श्वसन से लगभग पंद्रह गुना कम ATP देता है।

फ़्लास्क में चीनी का किण्वन करता खमीर: ऐल्कोहॉली किण्वन की कार्बन डाइऑक्साइड गुब्बारे को फुला देती है। तरल में ऑक्सीजन न होने से चीनी केवल आंशिक रूप से टूटती है और इथेनॉल पीछे रह जाता है।

कोशिका के उपापचय की दो धाराएँ। प्रकाशसंश्लेषण प्रकाश की ऊर्जा कार्बनिक पदार्थ में संचित करता है; और हर कोशिका में श्वसन उसे छोड़ देता है। स्वपोषी दोनों चलाते हैं; परपोषी केवल दूसरी चलाते हैं और उन्हें कार्बनिक पदार्थ खिलाना पड़ता है।

उदाहरण

उदाहरण 4.9 (हवा में और हवा के बिना खमीर)

जिस खमीर में हवा के बुलबुले छोड़े जाएँ वह ग्लूकोज़ कम ख़र्च करता है और तेज़ी से बढ़ता है: वह श्वसन करता है। वही खमीर बंद टंकी में ग्लूकोज़ लालच से ख़र्च करता है, कम बढ़ता है और इथेनॉल बनाता है: वह किण्वन करता है। पास्तर ने, जिन्होंने 1861 में इसका वर्णन किया, किण्वन को “हवा के बिना जीवन” कहा था; कोशिकाएँ अपना उपापचय उसी पथ पर मोड़ लेती हैं जिसकी उनका पर्यावरण छूट दे, और चूँकि किण्वन प्रति ग्लूकोज़ इतनी कम ऊर्जा देता है, इसलिए जीने के लिए उन्हें कहीं अधिक चीनी फूँकनी पड़ती है।

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परिभाषा 15.11 विश्वविद्यालय जीवविज्ञान — वर्ष 1 · अध्याय 15 — कोशिकीय श्वसन और किण्वन

ऑक्सीजन के बिना श्वसन शृंखला रुक जाती है, NADH फिर ऑक्सीकृत नहीं हो सकता, और $\mathrm{NAD^+}$ की कमी से ग्लाइकोलिसिस सेकंडों में ठप हो जाता। किण्वन स्वयं पाइरुवेट को इलेक्ट्रॉन-ग्राही बनाकर उसका पुनर्जनन कर देता है: लैक्टिक किण्वन में (पेशी, लाल कोशिकाएँ, लैक्टिक जीवाणु) पाइरुवेट लैक्टेट में अपचयित होता है; और ऐल्कोहॉली किण्वन में (खमीर, कुछ पौधे) वह विकार्बोक्सिलित होकर ऐसीटैल्डिहाइड बनता है, जो एथेनॉल में अपचयित होता है और $\mathrm{CO_2}$ छोड़ता है। उपज ग्लाइकोलिसिस की अपनी है: प्रति ग्लूकोज़ 2 ATP, यानी श्वसन का पंद्रहवाँ भाग; कार्बन मुश्किल से ऑक्सीकृत होता है और उत्पाद ईंधन की लगभग सारी ऊर्जा अब भी रखते हैं। अनॉक्सी श्वसन — यानी ऐसी इलेक्ट्रॉन-अभिगमन शृंखला जो ऑक्सीजन के बजाय नाइट्रेट, सल्फ़ेट या कार्बोनेट पर समाप्त होती है, जैसी अनेक जीवाणुओं में है — अलग चीज़ है, और वर्ष 2 के खंड में दी गई है।

बाएँ: पावरोटी वाला खमीर, कली निकालता हुआ। दाएँ: उसका किण्वन गुँधे आटे के साथ क्या करता है: प्रति ग्लूकोज़ दो ATP भर के ग्लाइकोलिसिस की CO_2, ग्लूटेन में फँसी हुई। एथेनॉल सिंकने में उड़ जाता है। — बाएँ: पावरोटी वाला खमीर, कली निकालता हुआ। दाएँ: उसका किण्वन गुँधे आटे के साथ क्या करता है: प्रति ग्लूकोज़ दो ATP भर के ग्लाइकोलिसिस की $\mathrm{CO_2}$ , ग्लूटेन में फँसी हुई। एथेनॉल सिंकने में उड़ जाता है।

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