Fermantasyon

Fermantasyon, hücre içinde oksijen yokluğunda meydana gelen metabolik bir faaliyet olarak ‘NAD+'yi yeniden oluşturmak için glikozun glikoliz yoluyla kısmi oksidasyonunu takip eden metabolik adımlar’ şeklinde tanımlanmaktadır.^[1] Fermantasyon anaerobik şartlarda, yani oksidatif fosforilasyon olamadığı durumlarda, glikoliz yoluyla ATP üretimini sağlayan önemli bir biyokimyasal süreçtir. Biyokimyanın fermantasyonla ilgilenen dalı zimolojidir.

Fermantasyonda glukoz (veya başka bir bileşik) hidrojenlerini teker teker kaybederek enerji üretimini sağlar. Oksijen olmadığı için bu parçalanma sonucunda ortaya çıkan basit organik bileşikler hücrenin kullanabileceği nihai elektron alıcısı ve hidrojen alıcıları olurlar.

Fermantasyonun son adımı (pirüvatın fermantasyon ürünlerine dönüşmesi) enerji üretmese dahi, bu süreç anaerobik bir hücre için önemlidir çünkü glikozun pirüvata dönüşmesi sırasında harcanan nikotinamit adenin dinükleotit'in (NAD⁺) yenilenmesini sağlar; glikolizin devamı için bu gereklidir. Örneğin alkol fermantasyonunda pirüvattan oluşan asetaldehit, NADH + H⁺ tarafından etanola dönüşür, bu da hücreden dışarı atılır.

Mikroorganizmalarda, fermantasyon, organik besinlerin anaerobik olarak bozunmasıyla adenosin trifosfat üretmenin birincil yoludur. İnsanlar, Neolitik çağdan beri yiyecek ve içecek üretmek için fermantasyonu kullandılar. Fermantasyon, turşu yapımı,yoğurt yapımı gibi süreçlerle gıdaları muhafaza etmek ve ayrıca şarap ve bira gibi alkollü içecekler üretmek için kullanılır. Fermantasyon, insanlar da dahil olmak üzere tüm hayvanların mide-bağırsak sistemlerinde de gerçekleşir.^[2]

Fermantasyon, bir elektron taşıma sistemi içermez ve glikoliz sırasında substrat düzeyinde fosforilasyon tarafından üretilenin ötesinde doğrudan herhangi bir ek ATP üretmez. Fermantasyon yapan organizmalar, yani fermentörler, glikoliz sırasında glikoz başına maksimum iki ATP molekülü üretir.

Mikrobiyal fermantasyon süreçleri insanlar tarafından manipüle edilmiştir ve çeşitli gıdaların ve farmasötikler dahil diğer ticari ürünlerin üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır. Mikrobiyal fermantasyon, teşhis amacıyla mikropların tanımlanması için de yararlı olabilir.^[3]

Glukozun fermantasyonunda genelde en sık üretilen basit bileşik pirüvat veya ondan türemiş bir veya birkaç bileşiktir: bunlar arasında etanol, laktik asit, hidrojen, bütirik asit ve aseton sayılabilir. Şeker ve amino asitlerin fermantasyonu çeşitli canlılarda görülmekle beraber, bazı ender organizmalar alkanoik asitler, pürinler, pirimidinler ve başka bileşikler de fermente edebilir. Çeşitli fermantasyon tipleri ürettikleri ürünlere göre adlandırılırlar.

Fermantasyon terimi biyokimyada oksijen yokluğunda enerji üreten reaksiyonlar için kullanılmasına karşın, gıda sanayisinde daha genel bir anlam taşır, mikroorganizmaların oksijen varlığında yaptığı parçalama reaksiyonlarını da kapsar (sirke fermantasyonu gibi). Biyoteknolojide bu terim daha da genel kullanılır ve büyük tanklarda büyütülen mikroorganizmalara yaptırılan her türlü üretime (proteinler dahil) fermantasyon denir.

1. ^ "Concepts of Biology, Ch 4, Key Terms". 5 Ağustos 2020 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 5 Aralık 2022. 
2. ^ "Microbial Fermentation". www.vivo.colostate.edu. 26 Haziran 2002 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 26 Ocak 2023. 
3. ^ "8.4 Fermentation - Microbiology | OpenStax". openstax.org (İngilizce). 3 Ağustos 2020 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 26 Ocak 2023.