Hvordan fungerer gjæring?

Fermentering er en metabolsk prosess som produserer kjemiske endringer i organiske substrater gjennom virkningen av enzymer. I biokjemi er det snevert definert som prosessen der glukose brytes ned anaerobt.

Fermenteringsprosessen er kompleks og involverer flere stadier. Her er en forenklet forklaring på hvordan gjæring fungerer:

1. Glykolyse:Det første stadiet av fermentering er glykolyse, som skjer i cellens cytoplasma. Under glykolyse brytes ett molekyl glukose ned til to pyruvatmolekyler, sammen med en liten mengde ATP (adenosintrifosfat) og NADH (nikotinamidadenindinukleotid).

2. Pyruvatdekarboksylering:Pyruvat, produsert under glykolyse, gjennomgår en kjemisk reaksjon kalt pyruvatdekarboksylering. Denne reaksjonen fjerner et karbonatom fra pyruvat i form av karbondioksid (CO2), noe som resulterer i produksjon av acetaldehyd (ved etanolgjæring) eller acetyl-CoA (i tilfelle av melkesyregjæring).

3. Reduksjon:I neste trinn reduseres acetaldehydet eller acetyl-CoA for å danne sluttproduktet av fermenteringen. Ved etanolgjæring (utført av gjær) reduseres acetaldehyd til etanol ved bruk av NADH som elektrondonor. Ved melkesyregjæring (utført av noen bakterier) reduseres acetyl-CoA til melkesyre ved bruk av NADH som elektrondonor.

4. Regenerering av NAD+:Under reduksjonstrinnet brukes NADH som elektrondonor. For å opprettholde cellebalansen må NADH regenereres tilbake til NAD+ for å holde gjæringsprosessen i gang. Denne regenereringen oppnås gjennom ulike mekanismer, for eksempel overføring av elektroner til en elektrontransportkjede eller bruk av andre metabolske veier.

Totalt sett gjør fermentering cellene i stand til å generere ATP og produsere spesifikke sluttprodukter (som etanol eller melkesyre) uten å kreve oksygen. Det spiller en avgjørende rolle i ulike bransjer, inkludert matproduksjon (f.eks. brygging og yoghurtproduksjon), drikkevareproduksjon og bioteknologi.