Fermantasyon, organik besinlerden oksijen kullanmadan enerji (ATP) elde etme sürecidir. Bu süreç, sadece glikoliz evresini içerir ve sitoplazmada gerçekleşir. Fermantasyonda üretilen enerji, oksijenli solunuma göre çok daha düşüktür. İki ana fermantasyon çeşidi bulunur: etil alkol fermantasyonu ve laktik asit fermantasyonu.

Etil Alkol Fermantasyonu

Etil alkol fermantasyonu, özellikle maya mantarları ve bazı bakteriler tarafından gerçekleştirilen bir süreçtir.

Sürecin Aşamaları:

1. Glikoliz: Bir glikoz molekülü, enzimler yardımıyla sitoplazmada iki pirüvat molekülüne parçalanır. Bu aşamada net 2 ATP ve 2 NADH molekülü üretilir.
2. Pirüvatın Asetaldehide Dönüşümü: Glikolizden gelen her bir pirüvat molekülü, birer molekül karbondioksit (CO₂) kaybederek asetaldehit adı verilen 2 karbonlu moleküllere dönüşür.
3. Etil Alkol Oluşumu: Asetaldehit molekülleri, glikolizde üretilen NADH’lardan hidrojenleri alarak etil alkole dönüşür. Bu aşamada NADH molekülleri, NAD⁺’ya yükseltgenir ve glikolizin devamı için gerekli olan NAD⁺ döngüsü sağlanır.

Ürünler: Etil alkol, karbondioksit ve net 2 ATP.

Kullanım Alanları: Etil alkol fermantasyonu, ekmek yapımında (CO₂ gazı hamurun kabarmasını sağlar) ve şarap, bira gibi alkollü içeceklerin üretiminde kullanılır.

Laktik Asit Fermantasyonu

Laktik asit fermantasyonu, yoğurt bakterileri (Lactobacillus) gibi bazı bakterilerde, memeli hayvanların olgun alyuvar hücrelerinde ve yoğun egzersiz sırasında oksijen yetersizliği yaşayan çizgili kas hücrelerinde gerçekleşir.

Sürecin Aşamaları:

1. Glikoliz: Bir glikoz molekülü, sitoplazmada iki pirüvat molekülüne parçalanır ve net 2 ATP ile 2 NADH molekülü üretilir.
2. Laktik Asit Oluşumu: Pirüvat molekülleri, glikolizde üretilen NADH’lardan hidrojenleri alarak laktik aside dönüşür. Bu süreçte CO₂ çıkışı olmaz.

Ürünler: Laktik asit ve net 2 ATP.

Kullanım Alanları: Yoğurt, peynir ve turşu gibi gıda ürünlerinin yapımında kullanılır. İnsan kas hücrelerinde biriken laktik asit, kas yorgunluğuna ve ağrıya neden olabilir. Bu laktik asit daha sonra kan dolaşımıyla karaciğere taşınarak glikoza dönüştürülür ve enerji için kullanılabilir.

Çözümlü Örnek Test Soruları

1. Soru: Aşağıdaki fermantasyon çeşitlerinden hangisinde karbondioksit gazı oluşumu gözlenmez?

A) Etil alkol fermantasyonu B) Laktik asit fermantasyonu C) Asetik asit fermantasyonu D) Yağ fermantasyonu E) Metan fermantasyonu

Çözüm: Laktik asit fermantasyonunda, pirüvat doğrudan laktik aside dönüştüğü için CO₂ çıkışı olmaz. Etil alkol fermantasyonunda ise pirüvatın asetaldehide dönüşümü sırasında CO₂ açığa çıkar.

Doğru Cevap: B

2. Soru: Etil alkol ve laktik asit fermantasyonları için ortak olan olay aşağıdakilerden hangisidir?

A) Son ürün olarak CO₂ üretilmesi B) Sadece bakteri hücrelerinde gerçekleşmesi C) Net 2 ATP üretilmesi D) Son ürün olarak etil alkolün oluşması E) Yoğun egzersiz yapan kaslarda meydana gelmesi

Çözüm: Hem etil alkol hem de laktik asit fermantasyonu, sadece glikoliz evresini içerdiği için net 2 ATP kazancı sağlar. Diğer seçenekler, sadece bir fermantasyon türüne özgü olaylardır.

Doğru Cevap: C

3. Soru: Yoğun bir koşu yapan bir sporcunun bacak kaslarında biriken laktik asit, bir süre sonra ortadan kaybolur. Bu durumun temel sebebi aşağıdakilerden hangisidir?

A) Laktik asidin enerjiye dönüşmesi B) Laktik asidin kas hücreleri tarafından sindirilmesi C) Laktik asidin karbondioksite dönüştürülerek solukla atılması D) Laktik asidin kanla karaciğere taşınıp glikoza dönüştürülmesi E) Laktik asidin etil alkole dönüştürülmesi

Çözüm: Kas hücrelerinde biriken laktik asit, kan dolaşımı yoluyla karaciğere taşınır. Karaciğerde oksijenli solunumla glikoz ya da pirüvata dönüştürülerek enerji elde etmek için kullanılır.

Doğru Cevap: D

4. Soru: Aşağıdaki canlı gruplarından hangisi laktik asit fermantasyonu yaparak besin üretimi sürecinde kullanılır?

A) Maya mantarı B) Bitkiler C) Yoğurt bakterileri D) Sadece memeli hayvanlar E) Balıklar

Çözüm: Yoğurt bakterileri (Lactobacillus), süt şekerini (laktoz) laktik aside dönüştürerek sütün mayalanmasını ve yoğurt oluşumunu sağlar.

Doğru Cevap: C

5. Soru: Fermantasyon süreçlerinin tamamında, glikoliz evresinin devamlılığı için gerekli olan molekül aşağıdakilerden hangisidir?

A) Pirüvat B) ATP C) NADH D) NAD⁺ E) CO₂

Çözüm: Glikoliz evresinde üretilen NADH, fermantasyonun son basamağında hidrojenlerini pirüvata (veya ara ürüne) aktararak tekrar NAD⁺’ya dönüşür. Bu NAD⁺ molekülü, glikolizin devam edebilmesi için zorunlu bir kofaktördür.

Doğru Cevap: D