Geri Git   ForumSinsi - 2006 Yılından Beri > Eğitim - Öğretim - Dersler - Genel Bilgiler > Tıp / Biyoloji / Farmakoloji

Yeni Konu Gönder Yanıtla
 
Konu Araçları
fermentasyon, mayalanma

Fermentasyon (Mayalanma)

Eski 10-09-2012   #1
Prof. Dr. Sinsi
Varsayılan

Fermentasyon (Mayalanma)



Fermentasyon (mayalanma), genellikle glikozun alkole dönüştüğü reaksiyonlar için kullanılan bir isimdir Bu dönüştürme işi maya adı verilen tek hücreli canlıların sitoplazmalarında gerçekleşir Ancak fermentasyonun daha uygun bir tanımı, karbonhidratların alkol ve asitlere dönüştürülmesidir

Fermentasyon, anaerobik şartlarda, yani oksidatif fosforilasyon olamadığı durumlarda, glikoliz yoluyla ATP (adenozin trifosfat) üretimini sağlayan önemli bir biyokimyasal süreçtir

Fermentasyon işlemi pek çok farklı besin maddesinin üretiminde kullanılmaktadır Yoğurt, boza, alkollü içkiler fermentasyon yoluyla üretilen pek çok besinden bazılarıdır

Özel olarak fermentasyonla ilgilenen bilimin adı ¨Zimoloji¨dir

Biyokimyası

Alkol fermentasyonu

Fermentasyon, anaerobik koşullarda, glikoliz yoluyla ATP üretilmesinin devamı için önemlidir Fermentasyon esnasında glikolizin son ürünü olan pirüvat farklı maddelere dönüştürülebilir Homolaktik fermentasyonda pirüvattan laktik asit, alkol fermentasyonunda etil akol, heterolaktik fermentasyonda ise laktik asit ve bazı başka asitler ve alkoller üretilir

Reaksiyon

Reaksiyona giren şekerin türüne göre, reaksiyon eştiliğinde değişiklikler olur

Sembolle eşitliği

C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 + 2 ATP (açığa çıkan enerji:118 kJ mol−1)

Yazıyla

Şeker (glikoz) → Alkol + Karbon Dioksit + Enerji (ATP)

Organizmalarda

Mitokondrisi olmayan hücrelerde, oksijen kaynağı tükenen dokularda anaerobik glikoliz yoluyla laktik asit üretilir Fermentasyon bakteriler ve maya hüvreleri tarafından enerji üretmek için kullanılır Fermentasyon yapan bakterilere bir örnek yersinia pestis olabilir

Fermentasyonda glikoz (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 ve hidrojen alıcıları olurlar

Fermentasyonun 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 fermentasyonunda pirüvattan oluşan asetaldehit, NADH + H+ tarafından etanola dönüşür, bu da hücreden dışarı atılır

Glikozun fermantasyonunda genelde en sık üretilen basit bileşik pirüvat veya ondan türemiş bir veya bir kaç 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

Fermentasyon terimi biyokimyada oksijen yokluğunda enerji üreten reaksyonlar 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

Türleri

Glikozun Fermentasyonu

Glikoz fermentasyonu sırasında pirüvat çeşitli bileşiklere dönüşür:

Alkol fermentasyonu pirüvatın alkol ve karbon diyoksite dönüşümüdür

Laktik asit fermentasyonu iki tipli olabilir:

Homolaktik fermentasyon, pirüvattan laktik asit üretimidir; Bakteriler arasında Streptokoklarda (örneğin Streptococcus lactis) ve laktobasillerde (örneğin Lactobacillus casei, L pentosus) görülür Kaslar da yeterince oksijen almadıkları zaman laktik asit üreterek kısa süreli olarak enerji üretimini sürdürürler Glikoz başına 2 ATP üretilir

Heterolaktik fermentasyon (veya heterofermentasyon) ise laktik asit ile diğer asit ve alkollerin üretimidir Örneğin E coli, fosfoketolaz yoluyla glikozdan laktik asit + etanol + CO2 üretip, bu yolla 1 ATP elde edebilir

Laktik asit fermentasyonunun nihai ürünü laktik asittir Glikoz fermentasyonu ile yalnızca laktik asit üreten organizmalara homofermentatif denir Glikozu birden çok nihai ürüne (asetik asit, etanol, formik asit, karbon dioksit gibi) fermente eden organizmalar ise heterofermentatif denir Bu özelliğe sahip olan Lactobacillus, Leuconostoc ve Microbacterium türleri, Enterobacteriaceae familyasından bakteriler (örneğin Escherichia coli, Salmonella, Shigella ve Proteus türleri), ve zorunlu anerobik Clostridium türleri, fermentasyonla CO2, H2 ve çeşitli asitler (formik, asetik, laktik, süksinik gibi) veya nötür ürünler (etanol, 2,3-butilen glikol, bütanol, aseton, vd) üretirler

Karışık asit fermentasyonu: Enterobacteriaceae grubunda görülür Pirüvat'tan asetat ve format, veya pirüvat, suksinik asit ve formik asit meydana gelir ve glikoz başına 3 ATP elde edilir Düşük pH'de (6pH'den küçük) formik asit CO2 + H2'ye dönüşür Clostridium türleri de karışık asit fermantasyonu yapar

Butirik asit fermentasyonu: Asidojenik bir bakteri olan Clostridium tyrobutyricum ATCC 25755 başlıca fermantasyon ürünleri olarak bütirat, asetat, CO2 ve H2 meydana getirir

Solvent fermentasyonu: Bazı Clostridium türleri şekerleri asetik asit ve bütirik aside dönüştürüp sonra bunlardan aseton ve butanol yaparlar

Bütandiol fermentasyonu Erwinia-Enterobacter-Serratia grubunun özelliğidir, son ürün olarak bütandiol oluşur

Propionik asit fermentasyonu Bu fermentasyonda pirüvat oksaloasetik asite dönüşür, bu süksinik asite indirgenir, o da propionik aside dönüşür Bu süreçte 9 karbondan sadece 1 ATP oluştuğu için bu yolu kullanan bakteriler çok yavaş büyür

Aminoasit Fermentasyonu (Stickland Fermantasyonu)

Bu fermantasyon türü çürüme sırasında olur ve karbonhidrat yokluğunda, proteinden beslenen Clostridium cinsi bakteriler tarafından yapılır Bazı amino asitler elektron alıcısı, bazıları da elektron vericisi olarak işler ve reaksiyon sonunda çeşitli kötü kokulu ürünler oluşur Amino asit başına 3 ATP molekülü üretilir

Enerji Üretimi

Glikoliz anaerobik şartlarda ATP'nin tek kaynağıdır Fermentasyon ürünleri tamamen oksitlenmemiş olduklarından kimyasal enerji barındırırlar Ancak, oksijenin (veya başka daha yükseltgenmiş elektron alıcılarının) yokluğunda bunlar daha fazla metabolize olamadıklarından hücre için artık üründürler Bu yüzden fermeantasyon yoluyla ATP üretimi, pirüvatın kabon dioksite kadar tamamen yükseltgendiği oksidatif fermantasyona kıyasla daha az verimlidir Fermentasyonda glikoz başına iki ATP molekülü üretilmesine karşın, aerobik solunumda bu rakam 36-38 civarındadır Enerji randımanı düşük olsa da, oksijen eksikliğinde yaşama olanağı sağladığından dolayı fermantasyon pek çok canlıya bir avantaj sağlar

Kaslarda Laktik Asit Üretimi

Fermentasyon omurgalılarda dahi enerji üretiminin etkili bir yolu olarak özel şartlarda kullanılır Kısa süreli ve yoğun güç sarfı gerektiğinde, kaslara giden oksijen aerobik metabolizma için yeterli olmayınca kaslar fermentasyon yoluyla enerji üretimine gider Ancak, bu fermentasyon uzun süreli devam edemez Örneğin, insanlarda laktik asit fermentasyonu 30 sn ilâ iki dakika arası bir süre boyunca enerji sağlar

ATP'nin fermentasyonla üretim hızı oksidatif fosforilasyona kıyasla 100 katı daha yüksektir Laktik asit kasta birikince hücre sitoplazmanın pH'si hızla düşer ve bunun sonucunda glikolizden sorumlu enzimler engellenir Genel inancın aksine, bu pH düşmesinin nedeni laktik asit değil, ATP tarafından hücre içine pompalanan hidrojen iyonlarıdır İdman sonrası uzun vadeli kas ağrılarının nedeni ise laktik asit değil, kas iplikçiklerinde meydana gelen mikrotravmalardır

Laktik asit ve diğer artık ürünler idman sonrası kaslardan hızla atılır, karaciğerde tekrar pirüvata dönüşür Kaslar uzun süreli ama düşük seviyede enerji üretmek için aerobik glikoliz yöntemini kullanırlar

tarihçesi

Fransız kimyageri Louis Pasteur 1857'de fermentasyon etmeninin canlı maya hücreleri olduğunu bulmuştur 1907 Nobel Kimya Ödülünü kazanan Eduard Buchner, fermantasyonun canlı hücrelere has bir olay olmadığını, maya hücrelerinin parçalanması sonucu elde edilen öz suyun da fermentasyon gücüne sahip olduğunu göstermiştir

Buchner'in bu sıvıda fermantasyon gücüne sahip etmene "zimaz" adını vermişti Zimaz'ın aslında tek bir etmen olmadığı, izleyen yıllarda keşfedilen alkol dehidrojenaz, pirüvat dekarboksilaz, heksokinaz, glikoz fosfat izomeraz, pirüvat kinaz, enolaz, fosfofrüktokinaz ve aldolaz gibi enzimleri ortaya çıktı Danimarka'daki Carlsberg araştırmacılarının bira mayalanması üzerindeki çalışmaları sayesinde hem maya hem de fermantasyon hakkında pek çok bilgi edinildi

(Vikipedi, özgür ansiklopedi)

İlgili Bir Yazışma:

Fermentasyon olayında sadece karbonhidratlar kullanılır ifadesi doğru mudur? Bazı kaynaklarda yazılan aminoasitlerin fermentasyona uğraması durumu gerçekten doğru mu ve bu olay pütrifikasyon mu? (Gül Altan)

Evet, oksijensiz fermentasyonda en sık kullanılan besin maddesi glukoz gibi altı karbonlu şekerler olmasına karşın, bazı bakteriler 5 karbonlu şekerleri (pentozları), yağ asitlerini ve amino asitleri fermentasyona uğratarak, hatta alkolleri yeniden fermente ederek de enerji elde edebiliyor Farklı moleküller kullanıldığında, metabolik tepkimenin bütününe katılış basamağı değişiyor

Pütrifikasyon (ya da doğrusu ''pütrefaksiyon'') tanım olarak, protein ya da öncüllerinin ayrıştırılması Bu iki tanım birbiriyle örtüşüyor Dolayısıyla, yaklaşımınızda haklısınız, NH3 gibi kötü kokulu bileşikler çıktığı ve son ürün bir fermentasyon ürünü olduğu sürece, aminoasitlerin fermentasyonu pütrefaksiyon adını alıyor

Bu arada, amino asit fermentasyonu olarak anılan sürecin, sıklıkla bu olaydan farklı olduğunu ve aslında ''fermentasyon sonucu amino asit eldesi'' anlamına geldiğini hatırlatmakta yarar görüyorum

Deniz Candaş

Alıntı Yaparak Cevapla
 
Üye olmanıza kesinlikle gerek yok !

Konuya yorum yazmak için sadece buraya tıklayınız.

Bu sitede 1 günde 10.000 kişiye sesinizi duyurma fırsatınız var.

IP adresleri kayıt altında tutulmaktadır. Aşağılama, hakaret, küfür vb. kötü içerikli mesaj yazan şahıslar IP adreslerinden tespit edilerek haklarında suç duyurusunda bulunulabilir.

« Önceki Konu   |   Sonraki Konu »


forumsinsi.com
Powered by vBulletin®
Copyright ©2000 - 2024, Jelsoft Enterprises Ltd.
ForumSinsi.com hakkında yapılacak tüm şikayetlerde ilgili adresimizle iletişime geçilmesi halinde kanunlar ve yönetmelikler çerçevesinde en geç 1 (Bir) Hafta içerisinde gereken işlemler yapılacaktır. İletişime geçmek için buraya tıklayınız.