Kako funkcionira fermentacija?

Fermentacija je metabolički proces koji proizvodi kemijske promjene u organskim supstratima djelovanjem enzima. U biokemiji se usko definira kao proces u kojem se glukoza anaerobno razgrađuje.

Proces fermentacije je složen i sastoji se od nekoliko faza. Evo pojednostavljenog objašnjenja kako fermentacija funkcionira:

1. Glikoliza:Prva faza fermentacije je glikoliza, koja se odvija u citoplazmi stanice. Tijekom glikolize jedna se molekula glukoze razgrađuje u dvije molekule piruvata, zajedno s malom količinom ATP-a (adenozin trifosfat) i NADH (nikotinamid adenin dinukleotid).

2. Dekarboksilacija piruvata:Piruvat, proizveden tijekom glikolize, prolazi kroz kemijsku reakciju koja se naziva dekarboksilacija piruvata. Ova reakcija uklanja atom ugljika iz piruvata u obliku ugljičnog dioksida (CO2), što rezultira proizvodnjom acetaldehida (u slučaju fermentacije etanolom) ili acetil-CoA (u slučaju fermentacije mliječne kiseline).

3. Redukcija:U sljedećem koraku, acetaldehid ili acetil-CoA se reducira kako bi nastao konačni proizvod fermentacije. U fermentaciji etanola (koju izvode kvasci), acetaldehid se reducira u etanol pomoću NADH kao donora elektrona. U fermentaciji mliječne kiseline (koju izvode neke bakterije), acetil-CoA se reducira u mliječnu kiselinu pomoću NADH kao donora elektrona.

4. Regeneracija NAD+:Tijekom koraka redukcije, NADH se koristi kao donor elektrona. Kako bi se održala stanična ravnoteža, NADH se mora regenerirati natrag u NAD+ kako bi se nastavio proces fermentacije. Ta se regeneracija postiže različitim mehanizmima, poput prijenosa elektrona u lanac prijenosa elektrona ili korištenjem drugih metaboličkih putova.

Općenito, fermentacija omogućuje stanicama stvaranje ATP-a i proizvodnju specifičnih krajnjih proizvoda (kao što su etanol ili mliječna kiselina) bez potrebe za kisikom. Ima ključnu ulogu u raznim industrijama, uključujući proizvodnju hrane (npr. proizvodnja piva i jogurta), proizvodnju pića i biotehnologiju.