Fermantasyon nedir? Fermantasyon sonucu ne çıkar?

Günümüzde mikropların dünyasını keşfetmek, bilim dünyasını sürekli olarak şaşırtmaya devam ediyor. Bu minik organizmaların metabolik süreçlerindeki karmaşıklık, endüstriyel ve bilimsel alanda birçok fırsat sunuyor. Bugün, fermantasyon adı verilen bu sürecin altındaki sırları açığa çıkarmak için bir adım daha atılıyor. Peki Fermantasyon nedir? Fermantasyon sonucu ne çıkar? İşte detaylar...

Fermantasyon nedir?

Fermantasyon, hücrelerin oksijen olmadığı durumlarda gerçekleşen bir metabolik aktivite olarak tanımlanır. Bu süreç, glikozun parçalanmasıyla başlayan ve NAD+'yi yeniden oluşturmak için metabolik adımları içeren bir dizi reaksiyonu içerir. Anaerobik koşullarda, yüksek enerji gerektiren oksidatif fosforilasyonun gerçekleşemediği durumlarda, fermantasyon glikoliz yoluyla ATP üretiminin anahtar bir yolu olarak işlev görür. Zimoloji, bu biyokimyasal süreçle ilgilenen bilim dalıdır.

Fermantasyon, glukoz veya diğer bileşiklerin hidrojenlerini kaybederek enerji üretimini sağlar. Bu süreçte, hücrenin kullanabileceği basit organik bileşikler ortaya çıkar, çünkü oksijen olmadığı için bu parçalanma sonucu ortaya çıkan bileşikler, hücrenin nihai elektron alıcıları ve hidrojen alıcıları haline gelir.

Fermantasyonun son aşaması, enerji üretmeyebilir ancak anaerobik hücreler için hayati öneme sahiptir. Çünkü bu aşamada, glikozun pirüvata dönüşmesi sırasında harcanan NAD+'nin yenilenmesi gerçekleşir; bu da glikolizin devamı için gereklidir. Örneğin, alkol fermantasyonunda, pirüvattan oluşan asetaldehit, NADH + H+ tarafından etanola dönüşür ve bu da hücreden dışarı atılır.

Mikroorganizmalarda, fermantasyon, organik besinlerin anaerobik olarak bozunmasıyla adenosin trifosfat (ATP) üretiminin temel yoludur. İnsanlar, Neolitik çağdan beri fermantasyonu yiyecek ve içecek üretimi için kullanmaktadır. Fermantasyon, turşu yapımı, yoğurt yapımı gibi gıdaların korunması ve alkollü içeceklerin üretimi gibi süreçlerde yaygın olarak kullanılır. Ayrıca, fermantasyon, insanlar dahil olmak üzere tüm hayvanların sindirim sistemlerinde gerçekleşir.

Fermantasyon, bir elektron taşıma sistemi içermez ve substrat düzeyinde fosforilasyon sırasında üretilen ATP'nin ötesinde doğrudan herhangi bir ek ATP üretmez. Fermantasyon yapan organizmalar, yani fermentörler, glikoliz sırasında maksimum iki ATP molekülü üretebilir.

Mikrobiyal fermantasyon süreçleri insanlar tarafından manipüle edilmiştir ve çeşitli gıdaların, farmasötiklerin ve diğer ticari ürünlerin üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır. Ayrıca, mikrobiyal fermantasyon, mikropların teşhisinde de kullanışlı olabilir.

Glukozun fermantasyonunda genellikle pirüvat veya pirüvattan türeyen basit bileşikler üretilir. Bu bileşikler arasında etanol, laktik asit, hidrojen, bütirik asit ve aseton bulunur. Şeker ve amino asitlerin fermantasyonu birçok organizmada görülürken, nadir organizmalar alkanoik asitler, pürinler, pirimidinler ve diğer bileşikleri de fermente edebilir. Fermantasyon tipleri, ürettikleri ürünlere göre adlandırılır.

Fermantasyon terimi, biyokimyada oksijen olmayan koşullarda enerji üreten reaksiyonlar için kullanılırken, gıda endüstrisinde daha geniş bir anlam taşır. Bu terim, mikroorganizmaların oksijen mevcudiyetinde gerçekleştirdiği parçalanma reaksiyonlarını da içerir (örneğin, sirke fermantasyonu). Biyoteknolojide ise fermantasyon terimi, büyük tanklarda yetiştirilen mikroorganizmaların proteinler dahil olmak üzere her türlü üretimine atıfta bulunur.

Fermantasyon sonucu ne çıkar?

Fermantasyon sonucunda çeşitli metabolik ürünler ortaya çıkar. Bu ürünler fermantasyon sürecinin tipine ve kullanılan organizmalara bağlı olarak değişiklik gösterebilir. Örneğin:

1. Alkol Fermantasyonu: Bu süreçte, glukozun parçalanması sonucunda pirüvatın alkol ve karbondioksite dönüşmesiyle alkol (genellikle etanol) üretilir.

2. Laktik Asit Fermantasyonu: Bu süreçte, pirüvatın laktik aside dönüşmesiyle laktik asit üretilir. Bu genellikle kas hücrelerinde oksijen eksikliği durumunda gerçekleşen bir reaksiyondur.

3. Aseton Fermantasyonu: Bazı organizmalar aseton gibi farklı bileşikler üretebilir.

4. Sirke Fermantasyonu: Alkolün bakteriler tarafından asetik aside (sirke asidi) dönüşmesi sonucunda sirke üretilir.

Bu sadece birkaç örnek, çünkü fermantasyon süreci çok çeşitli metabolik yollarla gerçekleşebilir ve farklı ürünler ortaya çıkabilir.