Fermantasyon

Adana'nın coğrafi işaret tescilli geleneksel içeceği şalgam suyu, bulgur unu, ekşi maya, su, tuz, siyah havuç, şalgam ve pancarın fermente edilmesiyle üretilir. Fermente besinler; bakteri, mantar, maya gibi mikroorganizmaların kontrollü büyümesiyle enzimatik işlemler sonucu bir ham maddeden üretilen yiyecek veya içeceklerdir. Kefir, yoğurt, kımız, peynir ve kurut fermente süt ürünlerindendir; sucuk, pastırma, tarhana, boza ve turşu ise et, balık, sebze, meyve ve tahıllardan fermantasyonla elde edilir. Fermente besinler, probiyotik özellikleri sayesinde bağırsak sağlığını destekler; ülseratif kolit, hazımsızlık, şişkinlik, Crohn hastalığı ve irritabl bağırsak sendromu gibi durumların semptomları üzerinde olumlu etkileri gözlenmiştir, ayrıca bağışıklık sistemini güçlendirdiği bildirilmiştir.

Fermantasyon Nedir?

Glikoliz reaksiyonları sonucunda oluşan piruvatın farklı son ürünlere dönüştürüldüğü tepkimelere fermantasyon denir. Bu süreç, ökaryot ve prokaryot hücrelerin sitoplazmasında oksijen ve ETS kullanılmadan, genellikle monosakkaritlerin parçalanmasıyla gerçekleşir. Fermantasyon sonucunda organik bileşiklerin yanı sıra bazen inorganik bileşikler de (örneğin CO₂) oluşabilir. Bu süreçte glikoliz evresinde oluşan NADH'deki elektron ve hidrojenler farklı alıcılara aktarılarak yeniden NAD⁺ oluşturulur; böylece glikoliz ve ATP üretimi kesintisiz devam edebilir. Glikolizden sonraki basamaklarda kullanılan enzimler canlı türüne göre değişir ve fermantasyon, oluşan son ürüne göre adlandırılır. En yaygın iki türü etil alkol fermantasyonu ve laktik asit fermantasyonudur.

Etil Alkol Fermantasyonu

Glikoliz sonucu oluşan piruvatın enzim varlığında iki basamakta etil alkole dönüştürülmesidir. İlk basamakta piruvattan CO₂ uzaklaştırılarak iki karbonlu asetaldehit oluşur; ikinci basamakta asetaldehit, NADH'nin hidrojenleriyle etil alkole indirgenir — bu sırada glikolizin devamı için gerekli NAD⁺ yenilenmiş olur:

Glikoz + 2ATP → 2 Etil alkol + 2 CO₂ + 4 ATP

Mayalar, birçok bakteri ve bazı bitki tohumları etil alkol fermantasyonu yapar. Ekmek yapımında kullanılan maya mantarları bu fermantasyonla CO₂ üretir; açığa çıkan bu gaz, mayalanan hamurun kabarmasını sağlar.

Laktik Asit Fermantasyonu

Glikoliz sonucu oluşan piruvatın enzim varlığında doğrudan laktik aside dönüştürülmesidir. Glikoliz sonucunda oluşan 2 NADH'nin hidrojenlerini alan piruvatlar laktik aside dönüşürken NAD⁺ yeniden oluşturularak glikolizin devamı sağlanır. Bu süreçte CO₂ çıkışı görülmez:

Glikoz → 2 Laktik asit + 2 ATP

Laktik asit fermantasyonu; bazı bakteri ve mantarlarda, memelilerin olgun alyuvar hücrelerinde ve omurgalıların çizgili kas hücrelerinde görülür. Endüstride peynir, yoğurt ve turşu üretiminde kullanılır. İnsanda çizgili kas hücrelerine yeterli oksijen ulaşmadığında (örneğin yoğun egzersizin başlangıcında, glikoz yıkım hızı kasın kandan oksijen alma hızını aştığında) oksijenli solunumla birlikte laktik asit fermantasyonu da devreye girer; bu, ani performans anında hızlı ama enerji açısından verimsiz bir ATP üretimi sağlar. Yeterli oksijene ulaşıldığında biriken az miktardaki laktik asit kasların çalışmasını destekler. Bu yüzden yoğun egzersizden önce yapılan ısınma hareketleri faydalıdır.

Özet

• Fermantasyon, glikolizle oluşan piruvatın oksijen/ETS kullanılmadan farklı son ürünlere dönüştürüldüğü, NAD⁺'ı yenileyerek glikolizin devamını sağlayan bir tepkimedir.
• Etil alkol fermantasyonu: piruvat → asetaldehit (CO₂ çıkışı) → etil alkol; mayalarda görülür, ekmek yapımında hamuru kabartır.
• Laktik asit fermantasyonu: piruvat → laktik asit (CO₂ çıkışı yok); insanın çizgili kas hücrelerinde oksijen yetersizliğinde devreye girer, yoğurt/peynir/turşu üretiminde kullanılır.