Как протича ферментацията?

Ферментацията е метаболитен процес, който предизвиква химични промени в органичните субстрати чрез действието на ензими. В биохимията тя е тясно дефинирана като процес, при който глюкозата се разгражда анаеробно.

Процесът на ферментация е сложен и включва няколко етапа. Ето опростено обяснение как протича ферментацията:

1. Гликолиза:Първият етап от ферментацията е гликолизата, която се случва в цитоплазмата на клетката. По време на гликолизата една молекула глюкоза се разгражда на две молекули пируват, заедно с малко количество АТФ (аденозин трифосфат) и NADH (никотинамид аденин динуклеотид).

2. Декарбоксилиране на пируват:Пируватът, произведен по време на гликолиза, претърпява химическа реакция, наречена декарбоксилиране на пируват. Тази реакция премахва въглероден атом от пирувата под формата на въглероден диоксид (CO2), което води до производството на ацеталдехид (в случай на ферментация на етанол) или ацетил-CoA (в случай на ферментация на млечна киселина).

3. Редукция:В следващия етап ацеталдехидът или ацетил-КоА се редуцира, за да се образува крайният продукт на ферментацията. При етанолова ферментация (извършвана от дрожди), ацеталдехидът се редуцира до етанол с помощта на NADH като донор на електрони. При ферментация на млечна киселина (извършвана от някои бактерии), ацетил-КоА се редуцира до млечна киселина с помощта на NADH като донор на електрони.

4. Регенериране на NAD+:По време на етапа на редукция NADH се използва като донор на електрони. За да се поддържа клетъчният баланс, NADH трябва да се регенерира обратно до NAD+, за да продължи процесът на ферментация. Тази регенерация се постига чрез различни механизми, като например прехвърляне на електрони към електронна транспортна верига или използване на други метаболитни пътища.

Като цяло, ферментацията позволява на клетките да генерират АТФ и да произвеждат специфични крайни продукти (като етанол или млечна киселина), без да им е необходим кислород. Той играе решаваща роля в различни индустрии, включително производство на храни (напр. пивоварство и производство на кисело мляко), производство на напитки и биотехнологии.