Kako poteka fermentacija?

Fermentacija je presnovni proces, ki povzroči kemične spremembe v organskih substratih z delovanjem encimov. V biokemiji je ozko definiran kot proces, pri katerem se glukoza anaerobno razgradi.

Postopek fermentacije je kompleksen in vključuje več stopenj. Tukaj je poenostavljena razlaga, kako poteka fermentacija:

1. Glikoliza:Prva stopnja fermentacije je glikoliza, ki se pojavi v citoplazmi celice. Med glikolizo se ena molekula glukoze razgradi v dve molekuli piruvata, skupaj z majhno količino ATP (adenozin trifosfat) in NADH (nikotinamid adenin dinukleotid).

2. Dekarboksilacija piruvata:Piruvat, ki nastane med glikolizo, je podvržen kemični reakciji, imenovani dekarboksilacija piruvata. Ta reakcija odstrani atom ogljika iz piruvata v obliki ogljikovega dioksida (CO2), kar povzroči proizvodnjo acetaldehida (v primeru fermentacije z etanolom) ali acetil-CoA (v primeru fermentacije z mlečno kislino).

3. Redukcija:V naslednjem koraku se acetaldehid ali acetil-CoA reducira, da nastane končni produkt fermentacije. Pri fermentaciji etanola (ki jo izvajajo kvasovke) se acetaldehid reducira v etanol z uporabo NADH kot darovalca elektronov. Pri mlečnokislinski fermentaciji (ki jo izvajajo nekatere bakterije) se acetil-CoA reducira v mlečno kislino z uporabo NADH kot darovalca elektronov.

4. Regeneracija NAD+:Med korakom redukcije se NADH uporabi kot darovalec elektronov. Za vzdrževanje celičnega ravnovesja je treba NADH regenerirati nazaj v NAD+, da se nadaljuje proces fermentacije. Ta regeneracija se doseže z različnimi mehanizmi, kot je prenos elektronov v transportno verigo elektronov ali uporaba drugih presnovnih poti.

Na splošno fermentacija omogoča celicam, da proizvajajo ATP in proizvajajo specifične končne produkte (kot sta etanol ali mlečna kislina), ne da bi potrebovali kisik. Ima ključno vlogo v različnih industrijah, vključno s proizvodnjo hrane (npr. pivovarstvo in izdelava jogurta), proizvodnjo pijač in biotehnologijo.