的自溶是通过细胞酶通过其自身的酶的作用消化的方法。从字面上看,这意味着导致其自身裂解(死亡)的机制在细胞中被触发。
在细菌和真菌的正常生长和发育过程中,已经观察到这种“自降解”过程。然而,许多科学文献证实,它是“死亡”细胞或“受伤”或“受伤”细胞的典型特征。
酵母细胞结构的代表性图(来源:Frankie Robertson,使用Inkscape,自己的作品。通过Wikimedia Commons)
自溶也发生在动植物组织中,但是一些作者将这一过程描述为细胞死亡后发生的非细菌“自分解”。
萨尔科夫斯基(Salkowski)在1890年将这一过程描述为一种自我消化的酶促过程,但在1900年,雅各比(Jacobi)创造了自溶这一术语。如今,已知负责该过程的酶不是裂解的“副产物”,而是参与细胞过程的相同酶。
考虑到其对工业的重要性,最全面审查的自溶过程是酵母中发生的过程,尤其是在酒精饮料(葡萄酒和啤酒)的发酵过程中以及在面包店中使用的过程。
酵母的自溶衍生物通常用于培养基的配制,因为它们代表了氨基酸和其他营养素的良好来源。
自溶的原因
自溶可响应多种因素而发生。在单细胞生物(微生物)中,这种现象会响应许多环境条件,例如温度,pH,氧气浓度,培养基成分,营养物质的数量,有毒物质的存在等。
例如,在葡萄酒或啤酒的发酵过程中,酵母的自溶是由于发酵液营养成分的减少以及乙醇浓度的显着提高而产生的,乙醇是乙醇的一种产品。你的新陈代谢。
在人类中,已经显示出长时间的外科手术或医疗程序可以触发自溶过程,尤其是在内窥镜下进行粘膜下剥离时。
此外,在许多动物中,自溶发生在有伤口或撕裂伤的地方,并具有消除愈合过程中受损组织的功能。
在某些植物组织中,自溶作用在生长和发育中以及在水和气体通过木质部导管的运输中起作用,这是由于气管的原生质体(膜+细胞质)的降解而发生的;然后,响应植物发育的典型刺激发生。
另一方面,某些种类的丝状真菌可以响应施加到周围环境的某些抗生素或有毒物质而使其细胞自溶。
相数
下文将描述的自溶过程是在酵母中发生的过程,但是,可以将其外推到植物或动物组织中的任何微生物或细胞的任何组。
细胞死亡
每个自溶过程都始于相关细胞的死亡。最初的现象与细胞膜系统的变化有关,特别是涉及真核生物时,这使它们的消化酶与将被降解的成分接触。
参与自溶事件的酶负责将其底物降解为较小的片段。例如,蛋白酶或肽酶几乎切割任何类型的蛋白质,释放出肽或氨基酸。
另一方面,核酸酶降解核酸,例如DNA或RNA,使其断裂并释放出核苷,单核苷酸和多核苷酸。还有其他酶负责消化细胞壁的某些成分,通常是葡聚糖酶(在酵母中)。
通常,细胞裂解和消化所产生的结果称为自溶物,其通过酵母细胞壁的破裂释放到周围环境中,在该处消化可以继续进行。降解的细胞成分的浓度通常会产生一种称为酵母提取物的物质。
酵母自溶可分为两个过程
-通过“裂解”酶,特别是蛋白酶和肽酶(蛋白水解,蛋白水解酶)降解细胞成分。
-细胞壁的降解,使细胞真正裂解或破裂,并释放自溶物。
酵母具有容纳这些细胞的大多数蛋白水解酶的液泡。当此类细胞死亡时,这些酶便与其底物接触并降解。在其他真核动物细胞中,这些酶包含在溶酶体中。
葡聚糖酶和某些蛋白酶参与酵母细胞壁成分的降解,导致“孔”的打开或形成,从而促进内部裂解酶降解产物的释放。
后果
自溶事件的主要后果是显而易见的,因为自我杀灭的细胞会死亡并消失,在此过程中会留下不同部分的组成分子。
一些作者认为,某些器官中的自溶会导致内部“液化”,从而可能导致其萎缩或其形态发生变形。
对于食品行业
此过程也可能发生在许多食品中,尤其是动物性食品,这通常意味着其肌肉组织的非细菌分解作用以及大量肽,氨基酸,磷酸基团,碳水化合物等的释放,这代表了细菌分解定殖的生态机会。
自溶过程的另一个负面结果在干酪生产中得到了例证,其中属于乳酸乳球菌的“起始”细菌的自溶在这些乳制品衍生物的风味发展中具有重要意义。
在一些与酒精饮料生产相关的科学文献中,可能会面临这样的矛盾:对于某些作者来说,这是一个有益的过程,而对于另一些作者而言,则不是,尽管这基本上取决于所讨论的饮料类型。
一些葡萄酒生产商认为自溶过程可以释放酵母中许多有益的内部成分,这对该液体的感官特性和生物稳定性具有重大影响。
酵母提取物在肉类衍生物(香肠),汤,酱汁和其他三明治的生产中有多种用途。
浓缩酵母提取物的照片(来源:SKopp,来自Wikimedia Commons)
由于液体培养基中数百万酵母的死亡代表大量氨基酸,糖,维生素和其他微量营养素的释放,因此裂解物不仅用作食品颜色和风味的“增强剂” ,但也可用于配制实验生长培养基。
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