Ako prebieha fermentácia?

Fermentácia je metabolický proces, ktorý pôsobením enzýmov produkuje chemické zmeny v organických substrátoch. V biochémii je úzko definovaný ako proces, pri ktorom sa glukóza rozkladá anaeróbne.

Proces fermentácie je zložitý a zahŕňa niekoľko fáz. Tu je zjednodušené vysvetlenie, ako funguje fermentácia:

1. Glykolýza:Prvým stupňom fermentácie je glykolýza, ktorá sa vyskytuje v cytoplazme bunky. Počas glykolýzy sa jedna molekula glukózy rozloží na dve molekuly pyruvátu spolu s malým množstvom ATP (adenozíntrifosfát) a NADH (nikotínamidadeníndinukleotid).

2. Dekarboxylácia pyruvátu:Pyruvát, ktorý vzniká počas glykolýzy, podlieha chemickej reakcii nazývanej dekarboxylácia pyruvátu. Táto reakcia odstraňuje atóm uhlíka z pyruvátu vo forme oxidu uhličitého (CO2), čo vedie k produkcii acetaldehydu (v prípade etanolovej fermentácie) alebo acetyl-CoA (v prípade fermentácie kyseliny mliečnej).

3. Redukcia:V ďalšom kroku sa acetaldehyd alebo acetyl-CoA redukuje za vzniku konečného produktu fermentácie. Pri etanolovej fermentácii (vykonávanej kvasinkami) sa acetaldehyd redukuje na etanol pomocou NADH ako donoru elektrónov. Pri fermentácii kyseliny mliečnej (vykonávanej niektorými baktériami) sa acetyl-CoA redukuje na kyselinu mliečnu pomocou NADH ako donoru elektrónov.

4. Regenerácia NAD+:Počas redukčného kroku sa NADH využíva ako donor elektrónov. Aby sa udržala bunková rovnováha, NADH sa musí regenerovať späť na NAD+, aby sa udržal proces fermentácie v chode. Táto regenerácia sa dosahuje rôznymi mechanizmami, ako je prenos elektrónov do elektrónového transportného reťazca alebo pomocou iných metabolických ciest.

Celkovo fermentácia umožňuje bunkám vytvárať ATP a produkovať špecifické konečné produkty (ako je etanol alebo kyselina mliečna) bez potreby kyslíka. Hrá kľúčovú úlohu v rôznych priemyselných odvetviach, vrátane výroby potravín (napr. pivovarníctvo a výroba jogurtov), ​​výroby nápojov a biotechnológie.