Fermentazione: differenze tra le versioni
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wikilink, uniformo sigle per NAD / NADH (a quelle utilizzate nelle formule) |
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{{F|biochimica|gennaio 2010}}
La '''fermentazione''' è una [[via metabolica]] che permette agli esseri viventi di ricavare [[energia]] da particolari [[Composto organico|molecole organiche]] ([[carboidrati]] o raramente [[amminoacidi]]) in assenza di [[ossigeno]]. Infatti parte dell'energia liberata dalla trasformazione chimica viene immagazzinata in [[Adenosina trifosfato|ATP]] (adenosina trifosfato).{{Chiarire|2=Non è così anche per il catabolismo aerobico?}} La [[Resa (chimica)|resa]] energetica delle fermentazioni, in cui il prodotto finale non viene completamente [[Ossidazione|ossidato]], è molto inferiore rispetto all'ossidazione [[Aerobiosi|aerobica]] completa dello stesso [[Substrato (biochimica)|substrato]].
Dal punto di vista strettamente chimico, la
Data la grande importanza che le
== Storia ==
Il termine
Prima della nascita della chimica biologica, i processi di fermentazione e putrefazione venivano confusamente accomunati con la digestione degli alimenti, generalmente in un'ottica [[vitalismo|vitalistica]].
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Dal momento che in [[anaerobiosi]] non è disponibile l'ossigeno come accettore finale di elettroni, lo stesso substrato viene in parte ossidato ed in parte ridotto. Le fermentazioni sono quindi delle [[Dismutazione (chimica)|disproporzioni]].
Nella maggior parte delle fermentazioni il [[metabolita]] di partenza è uno [[Carboidrati|zucchero]] o un altro composto in cui il [[Stato di ossidazione|numero di ossidazione]] medio del carbonio è zero,
Nelle fermentazioni conviene distinguere due parti:
* la [[glicolisi]], comune alla maggior parte delle fermentazioni;
* la rigenerazione del [[Nicotinammideadenindinucleotide|NAD<sup>+</sup>]], dal [[NADH|NADH + H<sup>+</sup>]] che viene ossidato.
Nella prima parte, la
Confrontando i
== Tipi di fermentazione ==
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Nella [[fermentazione lattica]] i due atomi di idrogeno vengono trasferiti sul carbonio in posizione 2 dell'acido piruvico, producendo [[acido lattico]]:
:CH<sub>3</sub> CO COOH + (NAD'''H''' + '''H'''<sup>+</sup>) → CH<sub>3 </sub>C'''H'''O'''H''' COOH + NAD<sup>+</sup>
:(Ac. piruvico + NADH → Ac. lattico + NAD<sup>+</sup>)
Questo processo viene attuato da alcuni batteri ([[lactobacilli|lattobacilli]]) e dalle cellule del corpo umano in condizioni di anaerobiosi ([[muscolo]]).
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Gli organismi fermentatori, liberando nell'ambiente i loro prodotti, abbandonano un catabolita ricco di energia, ulteriormente utilizzabile in presenza di ossigeno. La scarsa resa energetica della fermentazione è compensata dalla flessibilità ecologica che permette ai fermentatori di vivere anche in condizioni in cui gli organismi aerobi obbligati non sono in grado di sopravvivere.
Questo si nota nella produzione di [[aceto]]: essa avviene dopo la [[fermentazione alcolica]] ed è dovuta a [[microrganismi aerobi]] del genere [[Acetobacter]] e [[Mycoderma]] che sfruttano aerobicamente proprio il catabolita (etanolo) finale della fermentazione alcolica.
=== Altre fermentazioni ===
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== Fermentazione ruminale ==
Insieme delle reazioni operate dai microrganismi nei [[rumine |prestomaci]] dei [[Ruminantia|ruminanti]] in grado di rendere disponibile sotto forma di molecole digeribili o direttamente assimilabili gli alimenti introdotti con la dieta. Si parla di "fermentazione" e non di "[[digestione]]" perché la grandissima maggioranza delle reazioni chimiche che operano nei prestomaci è di tipo fermentativo e di "ruminale" perché proprio all'interno del rumine avvengono in modo massivo, anche se non in via esclusiva. Queste reazioni sono meglio conosciute nei ruminanti domestici ([[bovini]], [[Pecora |pecore]], [[Capra hircus|capre]]) mentre sono meno indagate quelle dei ruminanti selvatici. Esse inoltre avvengono in modo simile in tutti gli [[Erbivoro|erbivori]] anche se all'interno di organi diversi; ad esempio nel [[cavallo]] e nel [[coniglio]], specie erbivore sprovviste di uno stomaco concamerato, le reazioni avvengono prevalentemente nell'[[intestino cieco]].
==Le fermentazioni nelle produzioni alimentari in Occidente==
{{Vedi anche|trasformazione agroalimentare}}
In molte culture le fermentazioni hanno fornito importanti strumenti per la [[trasformazione agroalimentare|trasformazione degli alimenti]] aumentandone i valori nutrizionali e la [[Conservazione degli alimenti|conservabilità]].
In Occidente i più noti prodotti ottenuti mediante fermentazione sono:
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Nella maturazione di alcuni [[formaggio|formaggi]] (riconoscibili dall'"[[occhiatura]]") gli zuccheri residui vengono degradati con produzione di anidride carbonica.
Altri formaggi [[Maturazione del formaggio|maturano]] utilizzando [[via metabolica|vie metaboliche]] diverse dalla fermentazione.
=== Yogurt ===
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