ماذا يعني الاختمار في الكيمياء

الكيمياء

تُعد الكيمياءُ أحد أهمّ العلوم العلمية، ولها مواضيع وفروع متنوّعة ومفيدة للحياة البشرية، فهي تلعب دوراً فعالاً ومهماً لا يمكن الاستغناء عنها، سواءً كان هذا في الزراعة، أو الطب، أو الفيزياء، أو الاختراعات بشتى أنواعها، وقد مرت نشأة الكيمياء بمراحل متعددة، كانت في بدايتها علماً بسيطاً ومحدوداً، ويعودُ هذا إلى دخولها لأول مرّة في مجال الصناعة تحديداً في تحويل المعادن الرخيصة إلى معادن ثمينة ومفيدة، وأيضا وجودها لأول مرة في عالم الطبّ خاصّة في صناعة الأدوية.

فروع الكيمياء

يضم علمُ الكيمياء العديد من الفروع المهمة، ومنها الكيمياء الطبية، والتي تهتم في صناعة المواد الطبية والأدوات المستخدمة في المختبرات والمستشفيات، أما الكيمياء النووية فهي التي تدرس التفاعلات النووية وإنتاج المواد النووية التي تُستخدم في مجالات عديدة كصناعة السلاح والقنابل النووية والهيدروجينية. ومن فروعها أيضاً الكيمياء الدوائية والتي تتعلق بصناعة الأدوية المختلفة والعقاقير العلاجية المهمة. ويعود هذا التطور في فروع علم الكيمياء إلى جهود العلماء المختلفة، والذين يَسعون بشتى الوسائل والطرق إلى اكتشاف مزيد من الاختراعات العلمية التي تُسخر لفائدة الإنسان وخدمته.

الاختمار

يتم تعريف عملية الاختمار على أنها عملية كيميائية يتم فيها تحلل مواد عضوية بفعل وجود ميكروبات كالبكتيريا، والعفن، والخميرة، وتوفر عنصر الأُكسجين، وتمثل السكريات المادة الأكثر استعمالاً في عملية التخمر، وتُنتج عن عملية الاختمار بعض العناصر الجديدة، ومن أهمها الإيثانول، وحمض اللاكتيك، وغاز الهيدروجين، ويُستخدم عنصر الإيثانول في صناعة الخمور، ولا بدّ من الإشارة إلى أنّ عملية التخمر قد تحدث في عضلات بعض الثدييات خلال ممارستها نشاطات مكثفة.

تطبيقات الاختمار

لهذه العملية الكثير من الفوائد والأضرار، فمن فوائدها أنها تُستعمل في عملية انتاج البنسلين من خلال اتحاد السكر مع بعض الأملاح المعدنية بوجود الفطريات والجو المناسب مع توفر كمية من الأكسجين، إضافة إلى دخولها في صناعة النبيذ والخمورعن طريق تحلل السكر الناتج عن نقع بعض الحبوب كالعنب أو الشعير في الماء مُنتجاً بذلك الكحول وثاني أُكسيد الكربون بفعل البكتيريا المفيدة. ولكن قد تكون هذه العملية مُضرة عندما يتخمر الحليب ويُصبح فاسداً ومضراً.

خطوات حدوث عملية الاختمار

هناك خطوات لحدوث عملية الاختمار الكيميائي، ففي البداية ينشطر عنصر الجلكوز إلى جزئيين من حمض البيروفيك، وإلى كمية قليلة من عنصر NADH .

• أما الخطوة الثانية لهذه العملية، فهي تحول حمض البيروفيك وذلك بحسب نوع الخلية، فمثلاً في الخميرة يختزل حمض البيروفيك إلى كحول ويُستخدم في الصناعة، وفي الخلايا الحيوانية يتحول حمض البيروفيك إلى حمض لاكتيك، وتحدث هذه في الخلايا العضلية للكائن الحي.
• عند توفر الأُكسجين يتحول حمض اللاكتيك إلى حمض بيروفيك، أما في حال عدم توفر الأُكسجين فإنه يتحوّل البيروفيك إلى لاكتيك.