Biyodizel, organik yağların baz ve alkolle karıştırılarak dizel yakıta çevrilmesi sonucu elde edilen üründür. Kolza, ayçiçek, soya, aspir gibi yağlı tohum bitkilerinden elde edilen yağların veya hayvansal yağların bir katalizör eşliğinde kısa zincirli bir alkol ile (metanol veya etanol) reaksiyonu sonucunda açığa çıkan ve yakıt olarak kullanılan bir üründür. Biyodizel, araçlarda, ısınmada, havacılık sanayinde kullanılan bir üründür. Biyodizel toksin olmayan, doğada kolay bozulabilir, çevreci bir yakıttır ve geleneksel dizel motorlarında bazı modifikasyonlarla veya modifikasyona gerek kalmadan kullanılabilmektedir.
Biyodizel kullanımının gıda tedariki üzerindeki etkileri ise tartışmalı bir konudur. Bazı görüşlere göre, biyodizel üretimi için tarım arazilerinin ve su kaynaklarının kullanılması, gıda üretimini azaltmakta ve gıda fiyatlarını artırmaktadır. Bu durum özellikle gelişmekte olan ülkelerde yoksulluk ve açlık sorunlarını derinleştirmektedir. Ayrıca biyodizel üretimi için ormanlık alanların yok edilmesi, biyolojik çeşitliliği tehdit etmekte ve iklim değişikliğine katkıda bulunmaktadır.
Diğer görüşlere göre ise, biyodizel üretimi gıda tedarikini olumsuz etkilememekte, hatta desteklemektedir. Biyodizel üretimi için kullanılan bitkilerin yan ürünleri hayvan yemi olarak değerlendirilebilmekte ve böylece hayvansal protein kaynakları artırılabilmektedir. Ayrıca biyodizel üretimi için atık yağlar gibi yeniden kullanılabilir kaynaklar da kullanılabilmekte ve böylece gıda israfının önüne geçilebilmektedir. Biyodizel üretimi aynı zamanda tarım sektörüne gelir sağlamakta ve kırsal kalkınmayı teşvik etmektedir.
Sonuç olarak, biyodizel kullanımının dünyadaki gıda tedariki açısından etkileri farklı bakış açılarına göre değişmektedir. Biyodizelin çevresel ve ekonomik faydalarının yanında olası zararlarının da göz önünde bulundurulması gerekmektedir. Biyodizel üretimi için sürdürülebilir ve verimli yöntemlerin geliştirilmesi ve uygulanması, hem enerji hem de gıda güvenliği açısından önemlidir.
4. Fermantasyonun son ürünlerini oksijenli solunumun son ürünleriyle enerji verici özelliği bakımından karşılaştırınız.
Cevap:
Fermantasyon, hücre içinde oksijen yokluğunda meydana gelen metabolik bir faaliyettir. Fermantasyon sırasında, glikoz glikoliz yoluyla kısmi oksidasyonunu takip eden metabolik adımlarla pirüvata dönüştürülür. Pirüvat, farklı mikroorganizmalara göre farklı son ürünlere dönüşebilir. Örneğin, mayalar pirüvattan etanol ve karbondioksit üretirken, laktik asit bakterileri pirüvattan laktik asit üretir. Fermantasyon sırasında, glikoz başına maksimum iki ATP molekülü üretilir. Fermantasyonun son adımı enerji üretmez, ancak glikolizin devam etmesi için NAD + molekülünü yeniler.
Oksijenli solunum ise, organik besinlerin oksijen kullanılarak inorganik moleküllere (karbondioksit ve su) kadar parçalanması ile açığa çıkan enerjiyle ATP sentezlenmesidir. Oksijenli solunum, glikoliz, Krebs döngüsü ve elektron taşıma sistemi (ETS) olarak adlandırılan üç ana aşamadan oluşur. Glikoliz sırasında, glikoz piruvata dönüştürülür ve iki ATP ve iki NADH molekülü üretilir. Krebs döngüsünde, piruvat asetil-CoA’ya dönüştürülür ve daha sonra karbon atomlarını karbondioksit olarak kaybeder. Bu sırada iki ATP, altı NADH ve iki FADH 2 molekülü üretilir. ETS’de ise, NADH ve FADH 2 elektronlarını oksijene taşır ve su oluşturur. Bu sırada proton gradyanı oluşturulur ve ATP sentaz enzimi ile 32 veya 34 ATP molekülü sentezlenir.
Fermantasyonun son ürünleri ile oksijenli solunumun son ürünleri arasındaki enerji verici özelliği bakımından karşılaştırma yaparsak, şu sonuçlara ulaşabiliriz:
-
Oksijenli solunum, fermantasyona göre çok daha fazla ATP üretir. Glikoz başına fermantasyonda iki ATP, oksijenli solunumda ise 36 veya 38 ATP molekülü elde edilir.
-
Oksijenli solunumun son ürünleri olan karbondioksit ve su, hemen hemen tüm canlılar için zararsızdır. Hatta su bazı canlılar için metabolik bir su kaynağı oluşturur. Fermantasyonun son ürünleri ise canlılara göre değişir. Bazı son ürünler (etanol, laktik asit) toksik olabilir veya hücrenin pH’ını bozabilir. Bu nedenle fermantasyon yapan canlılar son ürünlerini ortama atmak zorundadır.
-
Oksijenli solunumun son ürünleri olan karbondioksit ve su, fotosentez yapan canlılar için önemli substratlardır. Bu sayede karbon döngüsü sağlanır. Fermantasyonun son ürünleri ise fotosentez için kullanılamaz veya çok az kullanılır.
5. Fermantasyon tepkimelerinde glikoliz reaksiyonları dışında enerji açığa çıkan basamak bulunmadığı hâlde reaksiyonların glikolizden sonra da devam etmesinin gerekçesi nedir?
Cevap:
Fermantasyon tepkimelerinde glikoliz reaksiyonları dışında enerji açığa çıkan basamak bulunmadığı hâlde reaksiyonların glikolizden sonra da devam etmesinin gerekçesi, NAD + molekülünün yenilenmesi içindir. NAD +, glikolizde elektron taşıyan bir koenzimdir ve NADH + H + şeklinde indirgenir. Fermantasyonun son adımında, NADH + H + elektronlarını piruvata veya ondan türemiş bir bileşiğe verir ve tekrar NAD + molekülüne dönüşür. Bu sayede, NAD + tekrar glikolize gönderilir ve ATP üretimi devam eder. Eğer NAD + molekülü yenilenmezse, glikoliz durur ve anaerobik ortamda ATP üretimi mümkün olmaz.
6. Ekmeğin mayalanması fermantasyon sonucu gerçekleşir. Mayalanmanın gerçekleştiği kaba daha fazla karbonhidrat kaynağı olan unun eklenmesi mayalanmayı nasıl etkiler?
Cevap:
Ekmeğin mayalanması, maya adı verilen mikroorganizmaların glikozu parçalayarak etanol ve karbondioksit üretmesi sonucu gerçekleşir. Karbondioksit gazı hamurun kabarmasını sağlar. Mayalanmanın gerçekleştiği kaba daha fazla karbonhidrat kaynağı olan unun eklenmesi, mayanın daha fazla glikoz bulması ve daha fazla etanol ve karbondioksit üretmesi anlamına gelir. Bu da mayalanmanın hızlanmasını ve hamurun daha fazla kabarmasını sağlar. Ancak unun miktarı çok fazla olursa, hamurun kıvamı bozulabilir ve pişme süresi uzayabilir.
7. “Fermantasyon sağlıklı yaşam için oldukça önemlidir.” görüşüne katılır mısınız? Yanıtınızı fermantasyonun insan sağlığı açısından önemiyle ilişkilendiriniz.
Cevap:
