Fermantasyon
Fermantasyon Nedir?
Glikoliz reaksiyonları sonucunda oluşan piruvatın etil alkol ya da laktik asit gibi moleküllere dönüştürüldüğü tepkimelere fermantasyon denir.
Bu süreç ökaryot ve prokaryot hücrelerin sitoplazmasında oksijen ve ETS kullanılmadan genellikle monosakkaritlerin parçalanması ile gerçekleşir.
Fermantasyon sonucunda organik bileşiklerin yanı sıra bazı durumlarda inorganik bileşikler de (örneğin karbondioksit) oluşabilir.
Bu süreçte glikoliz evresinde oluşan 2 NADH molekülündeki hidrojenlerin organik ya da inorganik yapılı maddelere aktarılmasıyla yeniden NAD⁺ oluşur ve böylece glikoliz ve ATP üretiminin devamlılığı sağlanır.
1. Etil Alkol Fermantasyonu
Glikoliz sonucu oluşan piruvatın enzim varlığında iki basamakta etil alkole dönüştürülmesidir:
- İlk basamakta piruvattan karbondioksit uzaklaştırılır ve iki karbonlu bir bileşik olan asetaldehit oluşur
- İkinci basamakta asetaldehit, NADH ile etil alkole indirgenir
Glikoz → 2 Etil alkol + 2 CO₂ + 2 ATP
Görüldüğü canlılar: Mayalar, birçok bakteri ve bazı bitkilerin tohumları
Kullanım Alanları: Ekmek yapımında maya mantarları kullanılır. Etil alkol fermantasyonunda oluşan CO₂ gazı, mayalanan hamurun kabarmasını sağlar.
2. Laktik Asit Fermantasyonu
Glikoliz sonucu oluşan piruvatın enzim varlığında laktik aside dönüştürülmesidir. Piruvatlar, 2 NADH molekülünün hidrojenlerini alarak doğrudan son ürün olan laktik aside dönüşür. Bu sırada yeniden NAD⁺ oluşturularak glikolizin devamı sağlanır.
Glikoz → 2 Laktik asit + 2 ATP
Önemli Fark: Laktik asit fermantasyonunda CO₂ çıkışı görülmez.
Görüldüğü canlılar:
- Bazı bakteriler
- Bazı mantarlar
- Memelilerin olgun alyuvar hücreleri
- Omurgalıların çizgili kas hücreleri
Kullanım Alanları: Endüstride peynir, yoğurt ve turşu üretiminde kullanılır.
İnsanda Laktik Asit Fermantasyonu
İnsanlarda çizgili kas hücrelerine yeterli oksijen gelmediği durumlarda laktik asit fermantasyonu ile ATP üretilir.
Yoğun kas aktivitesinin başlangıcında ATP üretmek için glikoz yıkım hızı, kasın kandan oksijen alma hızını aşar. Bu koşullarda hücrelerde oksijenli solunum ve fermantasyon birlikte gerçekleştirilir.
Yeterli oksijen sağlandığında üretilen az miktardaki laktik asitle kasların daha iyi çalışması sağlanır. Bunun için yoğun kas egzersizlerinden önce yapılan ısınma hareketleri oldukça faydalıdır.
Fermantasyon Çeşitlerinin Karşılaştırılması:
| Soru | Etil Alkol | Laktik Asit |
|---|---|---|
| Glikoliz gerçekleşir mi? | Evet | Evet |
| CO₂ çıkışı gözlenir mi? | Evet | Hayır |
| ATP sentezi gerçekleşir mi? | Evet (2 ATP) | Evet (2 ATP) |
| Son ürün çeşitleri | Etil alkol + CO₂ | Laktik asit |
| ETS görev alır mı? | Hayır | Hayır |
| Hangi canlılarda görülür? | Mayalar, bazı bakteriler, bitki tohumları | Bazı bakteriler, alyuvarlar, çizgili kas hücreleri |
Fermantasyonun Önemi:
- Oksijen olmadığında ATP üretimini sağlar
- Gıda endüstrisinde kullanılır (ekmek, yoğurt, peynir, turşu, boza, şalgam suyu)
- Uzun süreli egzersizlerde kaslara ek ATP sağlar
Fermente Besinler: Fermente besinler bakteri, mantar, maya vb. mikroorganizmaların kullanıldığı ve kontrollü olarak büyümesinin sağlandığı; enzimatik işlemlerle bir ham maddeden üretilen yiyecek veya içeceklerdir.
Örnekler:
- Fermente süt ürünleri: Kefir, yoğurt, kımız, peynir, kurut
- Fermente et ürünleri: Sucuk, pastırma
- Diğer fermente ürünler: Tarhana, boza, turşu, şalgam suyu
Probiyotik Özellikleri: Fermente besinler probiyotik özellikleri sayesinde bağırsak sağlığını geliştirerek ülseratif kolit, hazımsızlık, şişkinlik, crohn hastalığı, irritabl bağırsak sendromu gibi hastalıkların semptomları üzerinde olumlu etkiler göstermektedir.
Şalgam Suyu: Adana'da asırlardır üretilen, yöre ile ünlenmiş ve coğrafi işaret tescili almış bir gıdadır. Bulgur unu, ekşi maya, su, tuz, siyah havuç, şalgam ve pancarın fermente edilmesiyle yapılır.