Hur fungerar jäsning?

Fermentering är en metabolisk process som producerar kemiska förändringar i organiska substrat genom inverkan av enzymer. Inom biokemi är det snävt definierat som den process där glukos bryts ned anaerobt.

Fermenteringsprocessen är komplex och innefattar flera steg. Här är en förenklad förklaring av hur jäsning fungerar:

1. Glykolys:Det första steget av fermenteringen är glykolys, som sker i cellens cytoplasma. Under glykolys bryts en molekyl glukos ner i två pyruvatmolekyler, tillsammans med en liten mängd ATP (adenosintrifosfat) och NADH (nikotinamidadenindinukleotid).

2. Pyruvatdekarboxylering:Pyruvat, som produceras under glykolys, genomgår en kemisk reaktion som kallas pyruvatdekarboxylering. Denna reaktion tar bort en kolatom från pyruvat i form av koldioxid (CO2), vilket resulterar i produktion av acetaldehyd (vid etanoljäsning) eller acetyl-CoA (vid mjölksyrajäsning).

3. Reduktion:I nästa steg reduceras acetaldehyden eller acetyl-CoA för att bilda den slutliga produkten av jäsningen. Vid etanoljäsning (som utförs av jäst) reduceras acetaldehyd till etanol med NADH som elektrondonator. Vid mjölksyrafermentering (som utförs av vissa bakterier) reduceras acetyl-CoA till mjölksyra med NADH som elektrondonator.

4. Regenerering av NAD+:Under reduktionssteget används NADH som en elektrondonator. För att upprätthålla cellbalansen måste NADH regenereras tillbaka till NAD+ för att hålla jäsningsprocessen igång. Denna regenerering uppnås genom olika mekanismer, såsom att överföra elektroner till en elektrontransportkedja eller använda andra metaboliska vägar.

Sammantaget gör fermentering det möjligt för celler att generera ATP och producera specifika slutprodukter (som etanol eller mjölksyra) utan att behöva syre. Det spelar en avgörande roll i olika branscher, inklusive livsmedelsproduktion (t.ex. bryggning och yoghurttillverkning), dryckesproduktion och bioteknik.