গ্লুকোজ গাঁজন একটি প্রধান প্রতিক্রিয়া যার মাধ্যমে অ্যালকোহলযুক্ত পানীয় তৈরি করা সম্ভব। এটি বিভিন্ন উপায়ে বাহিত হতে পারে, যার প্রতিটিতে পৃথক পণ্য গঠিত হয়। এই প্রক্রিয়াটি আমাদের জীবনের অনেক ক্ষেত্রেই মুখ্য ভূমিকা পালন করে, রান্না করা থেকে শুরু করে ওয়াইন এবং ভদকা পণ্য তৈরি করা থেকে শুরু করে আমাদের দেহে ঘটে যাওয়া প্রতিক্রিয়া পর্যন্ত৷
ইতিহাস
গ্লুকোজ এবং অন্যান্য শর্করার গাঁজন প্রক্রিয়াটি প্রাচীন লোকেরা ব্যবহার করত। তারা সামান্য গাঁজানো খাবার খেতেন। এই জাতীয় খাবার নিরাপদ ছিল, কারণ এতে অ্যালকোহল ছিল, যাতে অনেক ক্ষতিকারক ব্যাকটেরিয়া মারা যায়। প্রাচীন মিশর এবং ব্যাবিলনে, লোকেরা ইতিমধ্যেই জানত কিভাবে অনেক চিনিযুক্ত পানীয় এবং দুধ গাঁজন করতে হয়। 18 শতকের শেষের দিকে লোকেরা যখন এই প্রক্রিয়াটি আরও ভালভাবে অধ্যয়ন করতে পেরেছিল, তখন এর প্রকার এবং উন্নতির সম্ভাবনা, যেমন কেভাস, মদ তৈরি এবং ওয়াইন-ভদকার মতো শিল্পগুলি খুব গুণগতভাবে বৃদ্ধি পেয়েছিল।
গাঁজনের প্রকার
অদ্ভুতভাবে যথেষ্ট, কিন্তু এই প্রক্রিয়াটি ভিন্ন। এবং শেষ পণ্য দ্বারা গ্লুকোজ গাঁজন ধরনের আছে. এইভাবে, ল্যাকটিক অ্যাসিড, অ্যালকোহল, সাইট্রিক অ্যাসিড, অ্যাসিটোন, বিউটরিক এবং আরও কিছু রয়েছে। এর প্রতিটি ধরনের সম্পর্কে একটু কথা বলা যাকআলাদাভাবে দই, টক ক্রিম, কেফির, কুটির পনিরের মতো পণ্য তৈরিতে গ্লুকোজের ল্যাকটিক অ্যাসিড গাঁজন প্রধান প্রক্রিয়া। এটি শাকসবজি সংরক্ষণের জন্যও ব্যবহৃত হয় এবং আমাদের শরীরে একটি মূল কাজ সম্পাদন করে: অক্সিজেনের অভাবের পরিস্থিতিতে, গ্লুকোজ চূড়ান্ত পণ্যে রূপান্তরিত হয় - ল্যাকটিক অ্যাসিড, যা প্রশিক্ষণের সময় এবং পরে পেশী ব্যথার কারণ হয়৷
অ্যালকোহলিক গাঁজন আলাদা যে ইথাইল অ্যালকোহল চূড়ান্ত পণ্য হিসাবে গঠিত হয়। এটি অণুজীবের সাহায্যে ঘটে - খামির। এবং এটি রান্নার ক্ষেত্রে একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে, যেহেতু প্রধান পণ্য ছাড়াও, কার্বন ডাই অক্সাইড গ্লুকোজের অ্যালকোহলযুক্ত গাঁজন করার সময় নির্গত হয় (এটি খামিরের ময়দার জাঁকজমককে ব্যাখ্যা করে)।
সাইট্রিক অ্যাসিড গাঁজন ঘটে, যেমন আপনি অনুমান করতে পারেন, সাইট্রিক অ্যাসিড গঠনের সাথে। এটি একটি নির্দিষ্ট ধরণের ছত্রাকের প্রভাবে ঘটে এবং এটি ক্রেবস চক্রের অংশ, যা আমাদের শরীরের সমস্ত কোষের শ্বাস-প্রশ্বাস নিশ্চিত করে।
এসিটোন-বাটাইল গাঁজনটি বিউটরিক ফার্মেন্টেশনের মতোই। ফলস্বরূপ, বিউটরিক অ্যাসিড, বিউটাইল এবং ইথাইল অ্যালকোহল, অ্যাসিটোন এবং কার্বন ডাই অক্সাইড গঠিত হয়। বুট্রিক গাঁজন শুধুমাত্র নাম-বহনকারী অ্যাসিড এবং কার্বন ডাই অক্সাইড উৎপন্ন করে।
এখন আমরা আরও বিশদে সমস্ত প্রকারের দিকে নজর দেব, তবে আসুন সবচেয়ে মৌলিক - গ্লুকোজের অ্যালকোহলযুক্ত গাঁজন দিয়ে শুরু করি। সমস্ত প্রতিক্রিয়া এবং তাদের কোর্সের সূক্ষ্মতা বিশদভাবে বিশ্লেষণ করা হবে৷
অ্যালকোহল গাঁজন
আসুন গ্লুকোজের গাঁজন সম্পর্কে আরও একটু বলি, যার সমীকরণ হল:S6N12O6 =2S2N 5OH + 2CO2. এই প্রতিক্রিয়া থেকে কি শেখা যায়? আমাদের দুটি পণ্য রয়েছে: ইথাইল অ্যালকোহল এবং কার্বন ডাই অক্সাইড। পরেরটির কারণে, আমরা খামিরের ময়দার ফুলে যাওয়া পর্যবেক্ষণ করি। এবং প্রথম কারণে, আমরা ওয়াইন এবং ওয়াইন পানীয় একটি অবিস্মরণীয় স্বাদ পেতে সুযোগ আছে. কিন্তু আসলে, এটি একটি সরলীকৃত সমীকরণ মাত্র। সম্পূর্ণ গ্লুকোজ গাঁজন প্রতিক্রিয়া আরও জটিল, তাই আসুন এটিকে কিছুটা ভেঙে ফেলা যাক।
গ্লাইকোলাইসিসের মতো একটি প্রক্রিয়া আছে। আক্ষরিক অর্থে, এর নাম "চিনির বিভাজন" হিসাবে অনুবাদ করে। এটি শরীরে ঘটে এবং এর উপজাতটি পাইরুভিক অ্যাসিড, এবং প্রধানটি হল অ্যাডেনোসিন ট্রাইফসফেট (এটিপি), যা অন্য যৌগ থেকে এই প্রতিক্রিয়ার সময় গঠিত হয়। আমরা বলতে পারি যে ATP হল শরীরের শক্তির বাহক, এবং প্রকৃতপক্ষে, গ্লাইকোলাইসিস আমাদের শরীরকে শক্তি প্রদান করে৷
আমরা একটি কারণে এই প্রক্রিয়াটিকে স্পর্শ করেছি৷ প্রকৃতপক্ষে, গাঁজন গ্লাইকোলাইসিসের অনুরূপ, যেহেতু প্রথম পর্যায়টি তাদের জন্য ঠিক একই। এমনকি এটি বলা যেতে পারে যে গ্লুকোজের অ্যালকোহলযুক্ত গাঁজন গ্লাইকোলাইসিসের ধারাবাহিকতা। পরবর্তীকালে গঠিত পাইরুভেট (পাইরুভিক অ্যাসিড আয়ন) উপ-পণ্য হিসাবে কার্বন ডাই অক্সাইড নির্গত করে এসিটালডিহাইডে (CH3-C(O)H) রূপান্তরিত হয়। এর পরে, ব্যাকটেরিয়াতে থাকা NADH কোএনজাইম দ্বারা ফলস্বরূপ পণ্যটি হ্রাস পায়। হ্রাস ইথাইল অ্যালকোহল গঠনের দিকে পরিচালিত করে।
এইভাবে, ইথাইল অ্যালকোহলে গ্লুকোজের গাঁজন প্রতিক্রিয়াটি এইরকম দেখায়:
1)C6H12O6=2 C3H 4O3 + 4 H+
2) C3H4O3=CH3 -COH + CO2
3) CH3-COH + NADH + H+=C2H 5OH + NAD+
NADH প্রতিক্রিয়ার জন্য একটি অনুঘটক হিসাবে কাজ করে, এবং NAD আয়ন+গ্লাইকোলাইসিসের প্রাথমিক পর্যায়ে একটি মুখ্য ভূমিকা পালন করে এবং অ্যালকোহলযুক্ত গাঁজন শেষে গঠিত হয়, প্রক্রিয়ায় ফিরে আসে।
আসুন অধ্যয়নের অধীনে পরবর্তী ধরনের প্রতিক্রিয়ার দিকে এগিয়ে যাওয়া যাক।
গ্লুকোজের ল্যাকটিক অ্যাসিড গাঁজন
এই প্রজাতিটি অ্যালকোহল থেকে আলাদা কারণ এটি খামিরের প্রভাবে নয়, ল্যাকটিক অ্যাসিড ব্যাকটেরিয়ার সাহায্যে ঘটে। অতএব, আমরা সম্পূর্ণ ভিন্ন পণ্য আছে. আমরা যখন কঠোর পরিশ্রম করি এবং অক্সিজেনের অভাব তখন আমাদের পেশীতেও ল্যাকটিক অ্যাসিড গাঁজন হয়।
এই প্রক্রিয়ার দুটি প্রকার রয়েছে। প্রথমটি হোমোফার্মেন্টেটিভ ফার্মেন্টেশন। আপনি যদি কখনও "হোমো" উপসর্গ শুনে থাকেন, তাহলে আপনি সম্ভবত এর অর্থ বুঝতে পেরেছেন। হোমোফার্মেন্টেটিভ গাঁজন একটি একক এনজাইম জড়িত একটি প্রক্রিয়া। প্রথম পর্যায়ে, গ্লাইকোলাইসিস ঘটে এবং পাইরুভিক অ্যাসিড গঠিত হয়। তারপর প্রাপ্ত পাইরুভেট (দ্রবণে এই অ্যাসিড শুধুমাত্র আয়ন আকারে থাকতে পারে) NADH+H এবং ল্যাকটেট ডিহাইড্রোজেনেস ব্যবহার করে হাইড্রোজেনেশনের শিকার হয়। ফলস্বরূপ, হ্রাস পণ্য হল ল্যাকটিক অ্যাসিড, যা প্রতিক্রিয়ার সময় প্রাপ্ত সমস্ত পণ্যের প্রায় 90% তৈরি করে। এই যৌগটি অবশ্য দুটি আকারেও তৈরি হতে পারেবিভিন্ন আইসোমার: ডি এবং এল। এই প্রকারগুলি একে অপরের মিরর ইমেজ এবং ফলস্বরূপ, আমাদের শরীরকে বিভিন্ন উপায়ে প্রভাবিত করে। কোন আইসোমার বেশি পরিমাণে গঠিত হবে তা নির্ধারণ করে ল্যাকটেট ডিহাইড্রোজেনেসের গঠন।
আসুন দ্বিতীয় ধরণের ল্যাকটিক অ্যাসিড গাঁজনে যাওয়া যাক - হেটেরোফার্মেন্টেটিভ। এই প্রক্রিয়াটিতে বেশ কয়েকটি এনজাইম জড়িত এবং আরও জটিল পথ অনুসরণ করে। এই কারণে, প্রতিক্রিয়ার সময় আরও বিভিন্ন পণ্য তৈরি হয়: ল্যাকটিক অ্যাসিড ছাড়াও, আমরা সেখানে অ্যাসিটিক অ্যাসিড এবং ইথাইল অ্যালকোহল খুঁজে পেতে পারি।
তাই আমরা ল্যাকটিক অ্যাসিড গাঁজন বিবেচনা করেছি। এটি সেই প্রক্রিয়া যার মাধ্যমে আমরা কুটির পনির, দইযুক্ত দুধ, গাঁজানো বেকড দুধ এবং কেফিরের স্বাদ উপভোগ করতে পারি। আসুন সংক্ষিপ্ত করা যাক এবং গ্লুকোজের ল্যাকটিক অ্যাসিড গাঁজনের সাধারণ প্রতিক্রিয়া লিখুন: C6H12O6=2 C 3H6O3 । অবশ্যই, এটি হোমোফার্মেন্টেটিভ গাঁজন প্রক্রিয়ার একটি সরলীকৃত ডায়াগ্রাম, যেহেতু এমনকি একটি হেটেরোফার্মেন্টেটিভ গাঁজন প্রক্রিয়ার চিত্রটিও খুব জটিল হবে। রসায়নবিদরা এখনও গ্লুকোজের ল্যাকটিক গাঁজন নিয়ে অধ্যয়ন করছেন এবং এর সম্পূর্ণ প্রক্রিয়া ব্যাখ্যা করছেন, তাই উন্নতির জন্য এখনও অবকাশ রয়েছে।
সাইট্রিক অ্যাসিড গাঁজন
একটি নির্দিষ্ট স্ট্রেইনের মাশরুমের ক্রিয়ায় অ্যালকোহলের মতো এই ধরণের গাঁজন প্রতিক্রিয়া ঘটে। এই প্রতিক্রিয়ার সম্পূর্ণ প্রক্রিয়া এখনও সম্পূর্ণরূপে বোঝা যায় নি, এবং আমরা শুধুমাত্র কিছু সরলীকরণের উপর নির্ভর করতে পারি। যাইহোক, এমন পরামর্শ রয়েছে যে প্রক্রিয়াটির প্রাথমিক পর্যায়ে গ্লাইকোলাইসিস। তারপর পাইরুভিক অ্যাসিডে রূপান্তরিত হয়বিভিন্ন অ্যাসিডে পরিণত হয় এবং সাইট্রিকে আসে। এই প্রক্রিয়ার কারণে, অন্যান্য অ্যাসিডগুলি বিক্রিয়ার মাধ্যমে জমা হয় - গ্লুকোজের অসম্পূর্ণ অক্সিডেশনের পণ্য।
এই প্রক্রিয়াটি অক্সিজেনের প্রভাবে ঘটে এবং সাধারণভাবে এটিকে নিম্নলিখিত সমীকরণ হিসাবে লেখা যেতে পারে: 6 +3O2=2C 6N8O 7 + 4H2O। এই ধরণের গাঁজন আবিষ্কৃত হওয়ার আগে, লোকেরা সংশ্লিষ্ট গাছের ফল টিপে একচেটিয়াভাবে সাইট্রিক অ্যাসিড আহরণ করত। যাইহোক, এই অ্যাসিড লেবুতে 15% এর বেশি নয়, তাই এই পদ্ধতিটি অবাস্তব বলে প্রমাণিত হয়েছিল এবং এই প্রতিক্রিয়া আবিষ্কারের পরে, সমস্ত অ্যাসিড গাঁজন দ্বারা প্রাপ্ত হতে শুরু করে।
বাটিরিক ফার্মেন্টেশন
আসুন পরবর্তী টাইপের দিকে যাওয়া যাক। এই ধরনের গাঁজন বুটিরিক অ্যাসিড ব্যাকটেরিয়ার প্রভাবে ঘটে। এগুলি বিস্তৃত, এবং তারা যে প্রক্রিয়াটি ঘটায় তা জৈবিকভাবে গুরুত্বপূর্ণ চক্রগুলিতে মূল ভূমিকা পালন করে। এই ব্যাকটেরিয়ার সাহায্যে মৃত জীবের পচন ঘটে। বিক্রিয়ার সময় তৈরি হওয়া বিউটারিক অ্যাসিড তার গন্ধের সাথে স্কেভেঞ্জারদের আকর্ষণ করে।
এই ধরনের গাঁজন শিল্পে ব্যবহৃত হয়। আপনি অনুমান করতে পারেন, তারা বুটিরিক অ্যাসিড পায়। এর এস্টারগুলি সুগন্ধি তৈরিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয় এবং একটি মনোরম গন্ধ থাকে, নিজের থেকে আলাদা। যাইহোক, বুটিরিক গাঁজন সবসময় উপকারী নয়। এটি সবজি, টিনজাত খাবার, দুধ এবং অন্যান্য পণ্য নষ্ট করতে পারে। কিন্তু এটি শুধুমাত্র তখনই ঘটতে পারে যখন বিউটেরিক অ্যাসিড ব্যাকটেরিয়া পণ্যে প্রবেশ করে।
আসুন বিউটরিকের মেকানিজম বিশ্লেষণ করা যাকগ্লুকোজ গাঁজন তার প্রতিক্রিয়া এইরকম দেখায়: C6H12O6 → CH3 CH2CH2COOH+2CO2↑ + 2H 2 ফলস্বরূপ, শক্তিও উৎপন্ন হয়, যা বুট্রিক ব্যাকটেরিয়ার গুরুত্বপূর্ণ কার্যকলাপ নিশ্চিত করে।
এসিটোন-বাটিল ফার্মেন্টেশন
এই প্রকারটি বুটিরিকের মতো। শুধু গ্লুকোজ নয়, গ্লিসারল এবং পাইরুভিক অ্যাসিডও এইভাবে গাঁজন করতে পারে। এই প্রক্রিয়াটিকে দুটি পর্যায়ে বিভক্ত করা যেতে পারে: প্রথমটি (কখনও কখনও অ্যাসিডিক বলা হয়) আসলে বুটিরিক গাঁজন। তবে বিউটরিক এসিড ছাড়াও এসিটিক এসিডও নির্গত হয়। এইভাবে গ্লুকোজ গাঁজন করার ফলে, আমরা এমন পণ্য পাই যা দ্বিতীয় পর্যায়ে যায় (অ্যাসিটোনোবিটিল)। যেহেতু এই পুরো প্রক্রিয়াটি ব্যাকটেরিয়ার ক্রিয়াকলাপের অধীনেও ঘটে, যখন মাধ্যমটি অম্লীয় হয় (অ্যাসিডের ঘনত্ব বৃদ্ধি), তখন ব্যাকটেরিয়া দ্বারা বিশেষ এনজাইম নিঃসৃত হয়। তারা গ্লুকোজ গাঁজন পণ্যকে এন-বুটানল (বাটিল অ্যালকোহল) এবং অ্যাসিটোনে রূপান্তরিত করে। এছাড়াও, কিছু ইথানল উত্পাদিত হতে পারে৷
অন্যান্য ধরনের গাঁজন
তালিকাভুক্ত এই পাঁচ ধরনের প্রক্রিয়া ছাড়াও আরও বেশ কিছু রয়েছে। উদাহরণস্বরূপ, এটি অ্যাসিটিক গাঁজন। এটি অনেক ব্যাকটেরিয়ার কর্মের অধীনেও ঘটে। আচারের সময় এই ধরনের গাঁজন দরকারী উদ্দেশ্যে ব্যবহার করা যেতে পারে। এটি খাদ্যকে প্যাথোজেনিক এবং বিপজ্জনক ব্যাকটেরিয়া থেকে রক্ষা করে। এছাড়াও আছে ক্ষারীয় বা মিথেন গাঁজন। পূর্ববর্তী ধরনের থেকে ভিন্ন, এই ধরনেরবেশিরভাগ জৈব যৌগের জন্য গাঁজন করা যেতে পারে। বিপুল সংখ্যক জটিল প্রতিক্রিয়ার ফলে, জৈব পদার্থ মিথেন, হাইড্রোজেন এবং কার্বন ডাই অক্সাইডে বিভক্ত হয়।
জৈবিক ভূমিকা
গাঁজন জীবের দ্বারা শক্তি পাওয়ার সবচেয়ে প্রাচীন উপায়। কিছু প্রাণী জৈব পদার্থ তৈরি করে, পথে শক্তি গ্রহণ করে, অন্যরা শক্তি গ্রহণ করার সময় এই পদার্থগুলিকে ধ্বংস করে। আমাদের পুরো জীবন এর উপর নির্মিত। এবং আমাদের প্রত্যেকের মধ্যে, গাঁজন এক বা অন্য আকারে সঞ্চালিত হয়। যেমনটি আমরা উপরে বলেছি, তীব্র প্রশিক্ষণের সময় পেশীতে ল্যাকটিক অ্যাসিড গাঁজন হয়।
আর কি পড়তে হবে?
আপনি যদি এই খুব আকর্ষণীয় প্রক্রিয়ার জৈব রসায়নে আগ্রহী হন, তাহলে আপনার রসায়ন এবং জীববিদ্যার স্কুলের পাঠ্যপুস্তক দিয়ে শুরু করা উচিত। অনেক বিশ্ববিদ্যালয়ের পাঠ্যপুস্তক এত বিস্তারিত যে সেগুলি পড়ার পরে আপনি এই ক্ষেত্রে একজন বিশেষজ্ঞ হয়ে উঠতে পারেন৷
উপসংহার
এখানে আমরা শেষ করছি। আমরা সমস্ত ধরণের গ্লুকোজ গাঁজন এবং এই প্রক্রিয়াগুলির সাধারণ নীতিগুলি বিশ্লেষণ করেছি, যা জীবন্ত প্রাণীর কার্যকারিতা এবং আমাদের শিল্প উভয় ক্ষেত্রেই অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। এটা সম্ভব যে ভবিষ্যতে আমরা এই প্রাচীন প্রক্রিয়াটির আরও বেশ কয়েকটি প্রকার আবিষ্কার করব এবং কীভাবে সেগুলিকে আমাদের সুবিধার জন্য ব্যবহার করতে হবে তা শিখব, যেমনটি আমরা ইতিমধ্যে আমাদের পরিচিতদের সাথে করেছি৷
