Le fermentazioni: come vivere senza ossigeno

Fermentation

Nella prima reazione il piruvato viene decarbossilato, cioè dalla sua molecola viene eliminata una molecola di CO2 con formazione di una molecola di acetaldeide:

CH3COCOO + H+ →CH3COH + CO2

Piruvato                  acetaldeide

Il biossido di carbonio che si forma in questa reazione è appunto quello che, nel processo di produzione del vino, si forma sotto forma di bollicine dalla superficie del mosto; questo fenomeno è all’origine dell’espressione “ il mosto bolle” coniata dai contadini per indicare che si sta formando vino come si può vedere in figura:

mostoinferment

le seconda reazione della fermentazione alcolica è una reazione di ossidoriduzione, in cui l’acetaldeide viene ridotta ad alcol etilico ad opera del NADH:

CH3COH + NADH + H+ → CH3CH2OH + NAD+

Acetaldeide                     alcol etilico

L’alcol etilico presente nel vino ha quindi origine dalla trasformazione del glucosio, contenuto nell’uva, in piruvato e successiva fermentazione alcolica. Comunque il prodotto principale per i saccaromiceti coinvolti in questo processo è ancora il NAD+ indispensabile per la glicolisi.

La fermentazione lattica e acetica, non utilizzando ossigeno come reagente vengono dette anche vie metaboliche anaerobiche.

Invece, il ciclo di Krebs e la fosforilazione ossidativa vengono dette vie metaboliche aerobiche obbligate, perché solo mediante l’uso di ossigeno, in qualità di accettore ultimo degli elettroni, è possibile riottenere il NAD+ e il FAD. Il ciclo di Krebs e le due fermentazioni lattica e alcolica, hanno come riferimento comune la glicolisi, il punto di inizio del metabolismo del glucosio.

La glicolisi, anche se di per sé è un processo anaerobico, è una via metabolica facoltativa, aerobica o anaerobica, perché può usare sia il NAD+ proveniente dalle fermentazioni anaerobiche che il NAD+ proveniente dalla fosforilazione ossidativa, aerobica.

Il fatto che la glicolisi sia una via metabolica comune a quasi tutte le cellule è un’ulteriore conferma della teoria di un’origine comune degli esseri viventi. Le diverse vie seguite dal piruvato, nel suo metabolismo, riflettono uno dei principali punti di sviluppo dell’evoluzione delle specie viventi.

Nella fermentazione lattica e in quella alcolica l’energia immagazzinata sotto forma di ATP è scarsa, perché gran parte dell’energia rimane bloccata rispettivamente nel lattato e nell’alcol etilico. Infatti, dell’energia libera del glucosio. Nelle due fermentazioni solo il 2% circa viene immagazzinato come ATP: sia il lattato, sia l’alcol etilico sono prodotti di rifiuto del metabolismo cellulare.

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Author: Chimicamo

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