Fermentazione alcolica e fermentazione lattica
Fermentazione nei Microrganismi
Fermentazione nei tessuti animali
Caseobacillina.
Farina alimentare che contiene i prodotti della fermentazione lattica e i saccaromiceti viventi nello yogurt.
Fermentazione alcolica e fermentazione lattica
In condizioni di assenza di ossigeno (anaerobie), la fermentazione risponde alla necessità della cellula di rigenerare la molecola di NAD+, che è stata consumata nel processo energetico di glicolisi.
Nella glicolisi, infatti, la cellula trasforma e ossida il glucosio in un composto a tre atomi di carbonio, l'acido piruvico, ottenendo due molecole di ATP ad alto contenuto di energia;
in tale processo, però, viene impiegata una molecola, NAD+, che funge da accettore di elettroni e passa alla sua forma NADH.
Perché una nuova reazione glicolitica possa avvenire, occorre il ripristino del NAD+, garantito dalla reazione fermentativa.
I due tipi di fermentazione qui schematizzati sono particolarmente importanti perché, a causa dei loro sottoprodotti - acido lattico nel primo caso e alcol etilico nel secondo - trovano impiego nell'industria delle preparazioni alimentari.
In particolare, la reazione lattica si riscontra anche nel tessuto muscolare quando, a causa di un'intensa attività motoria, non vi è più un adeguato apporto di ossigeno che possa permettere lo svolgimento della respirazione cellulare.
Fermentazione
1 Introduzione
Fermentazione Processo chimico che avviene in assenza di ossigeno, mediante il quale composti organici vengono demoliti in composti più semplici, con la liberazione di una certa quantità di energia.
La fermentazione viene svolta da microrganismi, come funghi, batteri e lieviti, allo scopo di ricavare energia per le proprie necessità metaboliche;
avviene anche in alcuni tessuti animali, che normalmente si procurano energia mediante il processo di respirazione cellulare, quando vi siano condizioni particolari che determinano carenza di ossigeno.
2 Fermentazione e Glicolisi
Fermentazione alcolica e fermentazione latticaIn condizioni di assenza di ossigeno (anaerobie), la fermentazione risponde alla necessità della cellula di rigenerare la molecola di NAD+, che è stata consumata nel processo energetico di glicolisi.
Nella glicolisi, infatti, la cellula trasforma e ossida il glucosio in un composto a tre atomi di carbonio, l'acido piruvico, ottenendo due molecole di ATP ad alto contenuto di energia;
in tale processo, però, viene impiegata una molecola, NAD+, che funge da accettore di elettroni e passa alla sua forma NADH.
Perché una nuova reazione glicolitica possa avvenire, occorre il ripristino del NAD+, garantito dalla reazione fermentativa.
I due tipi di fermentazione qui schematizzati sono particolarmente importanti perché, a causa dei loro sottoprodotti - acido lattico nel primo caso e alcol etilico nel secondo - trovano impiego nell'industria delle preparazioni alimentari.
In particolare, la reazione lattica si riscontra anche nel tessuto muscolare quando, a causa di un'intensa attività motoria, non vi è più un adeguato apporto di ossigeno che possa permettere lo svolgimento della respirazione cellulare.
Nel processo di produzione di energia degli organismi che vivono in condizioni anaerobie, la fermentazione costituisce il secondo passaggio, e avviene dopo una prima fase costituita dalla glicolisi.
Con la glicolisi vi è la demolizione di uno zucchero in due molecole di acido piruvico (composto a 3 atomi di carbonio);
ciò comporta la liberazione di elettroni che devono essere ceduti a un altro composto accettore.
Nel caso degli organismi che attuano la respirazione cellulare, l'accettore di elettroni è l'ossigeno;
in condizioni anerobie, cioè in assenza di ossigeno, avviene il processo di fermentazione mediante il quale l'accettore di elettroni è un prodotto derivante dalla demolizione del composto iniziale.
3 Fermentazione nei Microrganismi
Esistono vari tipi di fermentazione, che sono tipici dei diversi microrganismi.
Ciò dipende dal substrato che il microrganismo impiega, ovvero dalla sostanza che agisce da reagente.
Tale sostanza conferisce anche il nome al processo fermentativo.
Si definisce fermentazione alcolica la formazione, tipica di lieviti come Saccharomices cerevisiae, che porta alla formazione di alcol etilico, a partire da uno zucchero.
La fermentazione lattica è quella eseguita da batteri dei generi Streptococcus e Lactobacillus, per cui da uno zucchero si ottiene acido lattico.
Con la fermentazione glicerica, presente in lieviti del genere Saccharomices, da uno zucchero si produce invece glicerina.
I batteri dei generi Acetomonas e Acetobacter attuano la fermentazione acetica, mediante la quale da alcol etilico si arriva ad acido acetico.
I processi fermentativi avvengono ad opera di specifici enzimi elaborati dai microrganismi;
ad esempio, l'enzima lattasi determina la fermentazione lattica, mentre la zimasi è coinvolta nella fermentazione alcolica.
Le fermentazioni vengono impiegate a livello industriale per la produzione in larga scala di determinati prodotti, come glicerina, yogurt, vino, birra, aceto e alcuni tipi di formaggio.
Esse sono anche responsabili di fenomeni di degradazione dei cibi, come l'irrancidimento del burro, in condizioni di cattiva conservazione.
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4 Fermentazione nei tessuti animali
Alcuni tessuti animali che normalmente si procurano energia attraverso la respirazione cellulare, possono trovarsi nella necessità di disporre rapidamente di energia anche se vi è scarsità di ossigeno, composto indispensabile perché avvenga il processo respiratorio.
Un tipico esempio è rappresentato da muscoli sottoposti a uno sforzo molto intenso e prolungato;
in tali condizioni, l'ossigeno apportato dalla circolazione non è sufficiente a soddisfare l'elevata richiesta energetica del tessuto muscolare.
Pertanto, viene attuato un processo di glicolisi, da cui si forma acido piruvico;
questo poi viene trasformato in acido lattico, mediante una fermentazione lattica che avviene in assenza di ossigeno.
Quando un muscolo attua questo meccanismo di compensazione, si dice che esso passa da un metabolismo aerobio a uno anerobio lattacido.
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