- สาเหตุของการสลายตัวอัตโนมัติ
- ขั้นตอน
- การตายของเซลล์
- การสลายตัวของยีสต์สามารถแบ่งออกเป็นสองกระบวนการ
- ผลที่ตามมา
- สำหรับอุตสาหกรรมอาหาร
- อ้างอิง
Autolysisเป็นกระบวนการที่เซลล์จะถูกย่อยเอนไซม์โดยการกระทำของเอนไซม์ของตัวเองได้ หมายความว่ากลไกที่นำไปสู่การแตก (การตาย) ของตัวเองถูกกระตุ้นในเซลล์
กระบวนการ "ย่อยสลายตัวเอง" นี้ได้รับการสังเกตในระหว่างการเจริญเติบโตและการพัฒนาของแบคทีเรียและเชื้อราตามปกติ อย่างไรก็ตามตำราทางวิทยาศาสตร์หลายเล่มระบุว่าเป็นเรื่องปกติของเซลล์ที่ "กำลังจะตาย" หรือเซลล์ "บาดเจ็บ" หรือ "ได้รับบาดเจ็บ"
แผนภาพตัวแทนของโครงสร้างเซลล์ของยีสต์ (ที่มา: Frankie Robertson โดยใช้ Inkscape ผลงานของตัวเองผ่าน Wikimedia Commons)
การสลายตัวอัตโนมัติยังเกิดขึ้นในเนื้อเยื่อของสัตว์และพืช แต่ผู้เขียนบางคนอธิบายว่ากระบวนการนี้เป็น "การสลายตัวเอง" ที่ไม่ใช่แบคทีเรียซึ่งเกิดขึ้นหลังจากการตายของเซลล์
กระบวนการนี้ได้รับการอธิบายโดย Salkowski ในปี 1890 ว่าเป็นกระบวนการของเอนไซม์ในการย่อยอาหารด้วยตัวเอง แต่ในปี 1900 Jacobi ได้บัญญัติคำว่า autolysis ปัจจุบันเป็นที่ทราบกันดีว่าเอนไซม์ที่รับผิดชอบกระบวนการนี้ไม่ใช่ "ผลพลอยได้" จากการแตกตัว แต่เป็นเอนไซม์ชนิดเดียวกับที่เข้าร่วมในกระบวนการของเซลล์
เมื่อพิจารณาถึงความสำคัญสำหรับอุตสาหกรรมนี้กระบวนการ autolytic ที่ผ่านการตรวจสอบอย่างละเอียดถี่ถ้วนที่สุดคือกระบวนการที่เกิดขึ้นในยีสต์โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ใช้ในระหว่างกระบวนการหมักเครื่องดื่มแอลกอฮอล์ (ไวน์และเบียร์) และในเบเกอรี่
อนุพันธ์ของยีสต์ออโตไลติกมักใช้ในสูตรอาหารเลี้ยงเชื้อเนื่องจากเป็นแหล่งของกรดอะมิโนที่ดีและสารอาหารอื่น ๆ
สาเหตุของการสลายตัวอัตโนมัติ
Autolysis สามารถเกิดขึ้นได้จากหลายปัจจัย ในสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว (จุลินทรีย์) ปรากฏการณ์นี้ตอบสนองต่อสภาพแวดล้อมหลายอย่างเช่นอุณหภูมิ pH ความเข้มข้นของออกซิเจนองค์ประกอบของตัวกลางปริมาณสารอาหารการปรากฏตัวของสารพิษเป็นต้น
ในระหว่างการหมักไวน์หรือเบียร์ตัวอย่างเช่นการสลายตัวอัตโนมัติของยีสต์เกิดขึ้นเพื่อตอบสนองต่อการลดลงของส่วนประกอบทางโภชนาการของของเหลวหมักรวมทั้งความเข้มข้นของเอทานอลที่เพิ่มขึ้นอย่างมากซึ่งเป็นหนึ่งในผลิตภัณฑ์ของ การเผาผลาญของคุณ
ในมนุษย์มีการแสดงให้เห็นว่ากระบวนการ autolytic สามารถถูกกระตุ้นได้โดยการแทรกแซงการผ่าตัดเป็นเวลานานหรือขั้นตอนทางการแพทย์โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระหว่างการผ่าตัดส่องกล้อง submucosa
นอกจากนี้ในสัตว์หลายชนิด autolysis เกิดขึ้นในสถานที่ที่มีบาดแผลหรือการฉีกขาดและทำหน้าที่กำจัดเนื้อเยื่อที่เสียหายในระหว่างการรักษา
ในเนื้อเยื่อพืชบางชนิดการทำงานอัตโนมัติในการเจริญเติบโตและการพัฒนาเช่นเดียวกับการขนส่งน้ำและก๊าซผ่านท่อไซเลมซึ่งเกิดขึ้นเนื่องจากการย่อยสลายของโปรโตพลาสต์ (เมมเบรน + ไซโทซอล) ของ tracheids เกิดขึ้นจากนั้นตอบสนองต่อสิ่งเร้าตามแบบฉบับของการพัฒนาของพืช
ในทางกลับกันเชื้อราที่มีเส้นใยบางชนิดสามารถได้รับการสลายตัวอัตโนมัติของเซลล์เพื่อตอบสนองต่อยาปฏิชีวนะหรือสารพิษบางชนิดที่ใช้กับสภาพแวดล้อมโดยรอบ
ขั้นตอน
กระบวนการออโตไลติกที่จะอธิบายด้านล่างนี้เป็นกระบวนการที่เกิดขึ้นในยีสต์อย่างไรก็ตามสามารถคาดการณ์ได้กับจุลินทรีย์หรือกลุ่มเซลล์ใด ๆ ในเนื้อเยื่อพืชหรือสัตว์
การตายของเซลล์
กระบวนการ autolytic ทุกอย่างเริ่มต้นด้วยการตายของเซลล์ที่เป็นปัญหา ปรากฏการณ์เริ่มต้นเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงของระบบเยื่อหุ้มเซลล์โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพูดถึงสิ่งมีชีวิตยูคาริโอตซึ่งทำให้เอนไซม์ย่อยอาหารสัมผัสกับส่วนประกอบที่จะถูกย่อยสลายได้
เอนไซม์ที่เข้าร่วมในเหตุการณ์ออโตไลติกมีหน้าที่ในการย่อยสลายสารตั้งต้นให้เป็นเศษเล็กเศษน้อย ตัวอย่างเช่นโปรตีเอสหรือเปปไทเดส "ตัด" โปรตีนเกือบทุกชนิดปล่อยเปปไทด์หรือกรดอะมิโน
ในทางกลับกันนิวคลีเอสจะย่อยสลายกรดนิวคลีอิกเช่น DNA หรือ RNA แยกส่วนและปล่อยนิวคลีโอไซด์โมโนนิวคลีโอไทด์และพอลินิวคลีโอไทด์ มีเอนไซม์อื่น ๆ ที่รับผิดชอบในการย่อยส่วนประกอบบางอย่างของผนังเซลล์โดยปกติกลูคาเนส (ในยีสต์)
โดยทั่วไปสิ่งที่เป็นผลมาจากการแตกเซลล์และการย่อยอาหารเรียกว่า autolysate ซึ่งถูกปล่อยออกสู่สิ่งแวดล้อมโดยรอบผ่านการแตกในผนังเซลล์ของยีสต์ซึ่งการย่อยอาหารสามารถดำเนินต่อไปได้ ความเข้มข้นของส่วนประกอบของเซลล์ที่ย่อยสลายมักก่อให้เกิดสิ่งที่เรียกว่าสารสกัดจากยีสต์
การสลายตัวของยีสต์สามารถแบ่งออกเป็นสองกระบวนการ
- การย่อยสลายส่วนประกอบของเซลล์โดยเอนไซม์ "ไลติก" โดยเฉพาะโปรตีนเอสและเพปทิเดส (โปรตีโอไลซิสเอนไซม์โปรตีโอไลติก)
- การย่อยสลายของผนังเซลล์ซึ่งทำให้เซลล์แตกหรือแตกออกจริงและปล่อยออโตไลเซทออกมา
ยีสต์มีแวคิวโอลซึ่งเป็นที่ตั้งของเอนไซม์โปรตีโอไลติกส่วนใหญ่ของเซลล์เหล่านี้ เมื่อเซลล์ดังกล่าวตายเอนไซม์เหล่านี้จะสัมผัสกับสารตั้งต้นและย่อยสลาย ในเซลล์สัตว์ยูคาริโอตอื่น ๆ เอนไซม์เหล่านี้มีอยู่ในไลโซโซม
กลูคาเนสและโปรตีนบางชนิดมีส่วนร่วมในการย่อยสลายส่วนประกอบของผนังเซลล์ยีสต์ทำให้เกิดการเปิดหรือสร้าง "รูขุมขน" ซึ่งส่งเสริมการปลดปล่อยผลิตภัณฑ์ย่อยสลายของเอนไซม์ไลติกภายใน
ผลที่ตามมา
ผลที่ตามมาหลักของเหตุการณ์ออโตไลติกนั้นชัดเจนเนื่องจากเซลล์ที่ฆ่าตัวเองตายและหายไปโดยทิ้งเศษส่วนที่แตกต่างกันของโมเลกุลที่เป็นส่วนประกอบไว้ในกระบวนการ
ผู้เขียนบางคนคิดว่าการสลายตัวอัตโนมัติในอวัยวะบางส่วนทำให้เกิด "การทำให้เป็นของเหลว" ภายในซึ่งอาจทำให้เกิด atrophies หรือความผิดปกติทางสัณฐานวิทยาของสิ่งเดียวกัน
สำหรับอุตสาหกรรมอาหาร
กระบวนการนี้ยังสามารถเกิดขึ้นได้ในอาหารหลายชนิดโดยเฉพาะอย่างยิ่งจากสัตว์ซึ่งโดยทั่วไปหมายถึงการสลายตัวของเนื้อเยื่อกล้ามเนื้อที่ไม่ใช่แบคทีเรียและการปลดปล่อยเปปไทด์กรดอะมิโนหมู่ฟอสเฟตคาร์โบไฮเดรตเป็นต้นซึ่งแสดงถึง โอกาสทางนิเวศวิทยาสำหรับการล่าอาณานิคมของแบคทีเรียที่ย่อยสลาย
ผลเชิงลบอีกประการหนึ่งของกระบวนการ autolytic เป็นตัวอย่างในการผลิตชีสซึ่งการสลายตัวอัตโนมัติของแบคทีเรีย "เริ่มต้น" ซึ่งเป็นของสายพันธุ์ Lactococcus lactis มีผลกระทบที่สำคัญในการพัฒนารสชาติของอนุพันธ์ของนมเหล่านี้
ในตำราทางวิทยาศาสตร์บางเล่มที่เกี่ยวข้องกับการผลิตเครื่องดื่มแอลกอฮอล์อาจมีความขัดแย้งว่าสำหรับผู้เขียนบางคนมันเป็นกระบวนการที่เป็นประโยชน์และสำหรับคนอื่น ๆ ไม่ได้แม้ว่าจะขึ้นอยู่กับประเภทของเครื่องดื่มที่เป็นปัญหาก็ตาม
ผู้ผลิตไวน์บางรายพิจารณาว่ากระบวนการ autolytic อนุญาตให้มีการปลดปล่อยส่วนประกอบภายในที่เป็นประโยชน์มากมายของยีสต์ซึ่งมีอิทธิพลอย่างมากต่อคุณสมบัติทางประสาทสัมผัสและความเสถียรทางชีวภาพของของเหลวนี้
สารสกัดจากยีสต์มีประโยชน์หลายอย่างในการผลิตอนุพันธ์ของเนื้อสัตว์ (ไส้กรอก) ซุปซอสและแซนด์วิชอื่น ๆ
รูปถ่ายของสารสกัดจากยีสต์เข้มข้น (ที่มา: SKopp ผ่าน Wikimedia Commons)
เนื่องจากการตายของยีสต์หลายล้านตัวในการเพาะเลี้ยงในอาหารเหลวแสดงถึงการปลดปล่อยกรดอะมิโนน้ำตาลวิตามินและธาตุอาหารรองอื่น ๆ จำนวนมากไลเซทจึงไม่เพียง แต่ใช้เป็น "สารเพิ่มประสิทธิภาพ" ของสีและรสชาติของอาหาร แต่ยังใช้สำหรับการกำหนดสื่อการเจริญเติบโตทดลอง
อ้างอิง
- Dernby, KG (1920). การศึกษาการสลายตัวอัตโนมัติของเนื้อเยื่อสัตว์ การศึกษาจาก Rockefeller Institute for Medical Research, 32, 359
- ธรรมฑีฆารีม. (2554). autolysis ยีสต์
- Escamez, S. , & Tuominen, H. (2017). การมีส่วนร่วมของการสลายตัวอัตโนมัติของเซลล์ต่อการทำงานของเนื้อเยื่อในระหว่างการพัฒนาของพืช ความคิดเห็นปัจจุบันในชีววิทยาพืช, 35, 124-130
- Hyun, JJ, Chun, HJ, Keum, B. , Seo, YS, Kim, YS, Jeen, YT, … & Chae, YS (2012) Autolysis: การค้นหาที่เป็นไปได้ที่บ่งบอกถึงเวลาขั้นตอน ESD ที่ยาวนาน การส่องกล้องผ่าตัดและเทคนิคการส่องกล้อง, 22 (2), e115-e117
- มูกันดาน, MK, Antony, PD, & Nair, MR (1986) การทบทวนการสลายตัวอัตโนมัติในปลา การวิจัยการประมง, 4 (3-4), 259-269.
- Rogers, AA, Rippon, MG, Atkin, L. , Ousey, K. และที่ปรึกษาการดูแลบาดแผลอิสระ UK Autolysis: กลไกการออกฤทธิ์ในการกำจัดเนื้อเยื่อที่ถูกทำลายในบาดแผล
- White, S. , McIntyre, M. , Berry, DR, & McNeil, B. (2002). autolysis ของเชื้อราเส้นใยอุตสาหกรรม บทวิจารณ์เชิงวิพากษ์ทางเทคโนโลยีชีวภาพ, 22 (1), 1-14