Fermantasyon Nedir? Özellikleri

Konusu 'Biyoloji' forumundadır ve Chanyeol tarafından 14 Temmuz 2016 başlatılmıştır.

  1. Chanyeol

    Chanyeol Süper moderatör Yönetici

    Fermantasyon

    Fermantasyon, halk arasında mayalanma olarak bilinen, karmaşık yapıda olan kimyasalların canlı organizmalarla daha basit yapıya sahip kimyasallara dönüştürülmesidir. Bu dönüştürme işlemi genellikle ısı vererek, köpürerek gerçekleşir. Buna örnek verilirse, mayaların üzüm suyundaki şekerleri alkole ve karbondioksit gibi maddelere dönüştürülmesi fermantasyon işlemidir. Üzüm suyundaki doğal şeker mayaların yardımıyla etil alkole ve karbondioksite dönüştürülür.

    Fermantasyon türleri

    • Alkol fermantasyonu
    • Laktik asit fermantasyonu
    • Bütrik asit fermantasyonu
    • Sitrik asit fermantasyonu
    Fermantasyon elde edilen son ürüne göre adlandırılır. Bu bir tek reaksiyondan değil, bir dizi reaksiyondan meydana gelir. Fermantasyon sırasında organik maddeler mikroorganizmaların salgıladığı enzimlerle yapısal değişime uğrar. Bu tür mikroorganizmalar içinde en fazla bilinenler mantarlar ve bakterilerdir. Bunların organik maddeleri mayalaması ısı vermeleri sayesinde gerçekleşir. Bununla maddede köpürme olur ve mayalanma işlemi meydana gelir. Bu mayalanmanın en kolay şekilde gerçekleştiği durumdur.

    Mayalanma olan maddede fiziksel ve kimyasal değişimler olur. Bazen çürüme meydana gelir. Fermantasyonun oluşması için ön koşullar bulunmaktadır. Mayalanmanın olması için oksidatif fosforilasyon olmaması gerekir. Burada glikoz denilen yöntemle ATP üretimi olur. Fermantasyonda glikoz maddesi çok önemlidir. Glikoz hidrojenlerini kaybeder ve enerji açığa çıkar. Fermantasyon olurken ortamda oksijen olmaz. Prüvik aside kadar parçalanma reaksiyonları glikoz olarak tanımlanır. Reaksiyonlar oksijenli ve oksijensiz solunumun başlangıcıdır. Canlıların her birinde hücreler glikozu gerçekleştirir. Pasif glikoz moleküllerinin aktif hale gelip reaksiyona girmesi için, canlılardaki vücut ısısı yetersiz kalır. Bu yüzden aktivasyon enerjisi şeklinde ATP harcanır. Glikozun aktif hale gelmesi için 2 ATP molekülüne ihtiyaç vardır. Aktif hale gelen glikozun bir dizi reaksiyona girmesi sonucunda pirüvik aside kadar parçalanması işlemi gerçekleşir. Bu sayede 4 ATP ile 2 NADH sentezlenmiş olur. İlk başta glikozu aktif hale getirmek için 2 ATP elde edilmiş olur. Canlıların her birinde glikoz aşamasında görev yapan enzimler birbirinin aynısıdır. Fermantasyon işlemlerinde de ATP üretimi glikoz aşamasında meydana gelir. Fermantasyonların hepsinde ATP kazancı aynı olur. Glikozun meydana getirdiği ürünler ise;
    • 4 molekül ATP
    • 2 molekül Prüvat
    • 2 molekül NADH
    Pirüvik asidin ardından kullanılan enzimlerde farklılık gösterir. Fermantasyonun da son ürünleri canlıların türlerine göre değişir.

    Son ürünlerin meydana gelmesi
    Her canlı türünde pirüvik asit en uygun olan artık maddeye dönüşerek vücuttan atılır. Bunu sağlayan enzimlerde farklı olur. Glikoliz sırasında ortama verilen, NAD tarafından tutulmuş olan hidrojenler bu aşamada yeniden geri alınır ve kullanılır. Artık ATP harcanmadığı gibi oluşturulmaz. Fermantasyon türleri meydana gelen bu son ürünlere göre tanımlanır.
    Alkol fermantasyonu: Maya mantarlarında, şarap bakterilerinde ve bira mayasında gerçekleşir. Pürivik asit 1 molekül CO2 ortama vererek, aset aldehite dönüşür. Bu NADH2 hidrojenlerini tutar ve etil alkole dönüşür. Reaksiyon sonucunda açıkta kalan NAD yeniden glikolizde kullanılabilir. Alkol fermantasyonu denklemi ise;
    Glikoluz + 2 ATP 2 CO2 + 2 Etil Alkol + 4 ATP + Isı
    Bu durum canlılarda oluşan fermantasyon ürünlerinin üremeyi durduran etkisi vardır. Bira mayası ortamında olan alkol miktarı % 18 üzerinde olursa, üremede engellenir.
    Laktik asit fermantasyonu: Bu omurgalıların çizgili kasları ile yoğurt bakterilerinde olur. Pürivik asit CO2 çıkışı olmaksızın laktik aside dönüşmektedir. Yoğurt bakterileri ise sadece oksijensiz solunum yapar. Fermantasyona uğrattıkları süt şekerinden laktik asit üretirler. Çizgili kaslardaki kas hücrelerini yeterince oksijen gelmediğinde, fermantasyon yapılır. Laktik asit kasların iyi çalışmasını sağlasa da, fazlası kası sertleştirir ve kasın kasılmasını engeller. Burada oluşan laktik asit kanla karaciğere ulaşır. Beyne de gittiği için yorgunluk hissedilir. Karaciğerdeki laktik asit yeterince oksijen geldiğinde, pirüvata dönüşür ve solunumla CO2 ile H2O ya parçalanır. Bir bölümüyle de glikoz sentezi yapılır. Bunun denklemi ise;
    Glikoluz + 2 ATP 2 Laktik Asit + 4 ATP + Isı
    Kas hücrelerinde laktik asit oluşumunun nedeni glikoz ürünlerinin yani NADH2 ile Pirüvik asidin uzaklaştırılamaması ve ortamda birikmiş olmasıdır. Yoğunlaşan ürünler birlikte reaksiyona girip laktik asidi meydana getirir. Laktik asitte rahatça difüzyon olup hücreler arası sıvıya geçerek uzaklaştırılır.
    Tüm fermantasyonlarda meydana gelen son ürünler genellikle organik bileşiklerden oluşur. Enerjinin çoğu bu moleküllere bağlı kalır. Enerjinin sadece % 2 kadarı ATP olarak dönüştürülür. Enerjinin bir kısmı da ısı şeklinde ortama verilir.