Fermentasyon - Fermentasyon Nedir - Fermentasyon Türleri

Fermentasyon - Fermentasyon Nedir - Fermentasyon Türleri


Fermantasyon, bir maddenin bakteriler, mantarlar ve diğer mikroorganizmalar aracılığıyla, genellikle ısı vererek ve köpürerek kimyasal olarak çürümesi olayıdır Fermantasyon anaerobik şartlarda, yani oksidatif fosforilasyon olamadığı durumlarda, glikoliz yoluyla ATPzimolojidir


Fermantasyonda 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 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


Glikozun fermantasyonunda genelde en sık üretilen basit bileşik pirüvat veya ondan türemiş bir veya bir kaç bileşiktir: bunlar arasında etanol, laktik asit, hidrojen, bütirik asitaseton 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


Türleri

Glikozun Fermantasyonu

• Alkol fermantasyonu pirüvatın alkol ve karbon dioksite dönüşümüdürLaktik asit fermantasyonu iki tipli olabilir:
  • homolaktik fermantasyon, 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 fermantasyon (veya heterofermantasyon) 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 fermantasyonunun nihai ürünü laktik asittir Glikoz fermantasyonu ile yalnızca laktik asit üreten organizmalara homofermantatif denir Glikozu birden çok nihai ürüne (asetik asit, etanol, formik asit, karbon dioksit gibi) fermante eden organizmalar ise heterofermantatif denir Bu özelliğe sahip olan Lactobacillus, Leuconostoc ve MicrobacteriumEnterobacteriaceae familyasından bakteriler (örneğin Escherichia coli, Salmonella, Shigella ve Proteus türleri), ve zorunlu anerobik Clostridium türleri, fermantasyonla CO2, H2 ve çeşitli asitler (formik, asetik, laktik, süksinik gibi) veya nötür ürünler (etanol, 2,3-butilen glikol, bütanol, aseton, vd) üretirler türleri,

• Karışık asit fermantasyonu: 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 (pH 6'dan küçük) formik asit CO2 + H2'ye dönüşür Clostridium türleri de karışık asit fermantasyonu yapar
• butirik asit fermantasyonu: Asidojenik bir bakteri olan Clostridium tyrobutyricumbütirat, asetat, CO2 ve H2 ATCC 25755 başlıca fermantasyon ürünleri olarak meydana getirir
• solvent fermantasyonu: Bazı Clostridium türleri şekerleri asetik asit ve bütirik aside dönüştürüp sonra bunlardan aseton ve butanol yaparlar

• bütandiol fermantasyonu Erwinia-Enterobacter-Serratia grubunun özelliğidir, son ürün olarak bütandiol oluşur

• Propionik asit fermantasyonu Bu fermantasyonda pirüvat oksaloasetik asitepropionik aside dönüşür Bu süreçte 9 karbondan sadece 1 ATP oluştuğu için bu yolu kullanan bakteriler çok yavaş büyür

Amino asit fermantasyonu (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


Kaynak:
Kaynakça

• İngilizce Wikipedia'nın Fermentation (biochemistry) maddesinin 682006 tarihli sürümü
• Berg, Tymoczko, Stryer& Clark, Biochemistry 2002 W H Freeman and Company Fermantasyonla ilgili bölümler[url=http://wwwncbinlmnihgov/entrez/queryfcgi?cmd=Search&db=books&doptcmdl=Ge nBookHL&term=fermentation+AND+stryer%5Bbook%5D +AND+216127%5Buid%]
• Baron S Medical Microbiology, 4th edition, fermantasyonla ilgili bölümler