Брожение

Брожение — это процесс ферментативного расщепления органических веществ, главным образом углеводов, протекающий в анаэробных условиях под действием микроорганизмов. Оно служит источником энергии для деятельности микроорганизмов. Главное клеточное «топливо» при анаэробном получении энергии — шестиуглеродные сахара, в первую очередь глюкоза. Некоторые бактерии обладают способностью извлекать энергию, сбраживая пятиуглеродные сахара, жирные кислоты или аминокислоты. Важную роль играют два тесно связанных между собою способа сбраживания глюкозы: молочнокислое и спиртовое брожение.

При молочнокислом брожении шестиугле-родная молекула глюкозы расщепляется на 2 трехуглеродные молекулы молочной кислоты, которая представляет собой единственный конечный продукт этого процесса. Такой тип расщепления глюкозы свойствен многим микроорганизмам, а также клеткам большинства высших животных, в том числе и млекопитающих. Его называют гликолизом.

При спиртовом брожении шестиуглеродная молекула глюкозы расщепляется на 2 молекулы этилового спирта (С₂Н₅ОН) и 2 молекулы углекислого газа (СО₂). Спиртовое брожение осуществляется тем же ферментативным путем, что и гликолиз, с той разницей, что последняя, завершающая реакция заменена здесь двумя другими, в результате которых трехуглеродные фрагменты разрушаются до этанола и двуокиси углерода:

С₆Н₁₂O₆ + 2Ф_н + 2АДФ → 2СН₃СН₂ОН(этиловый спирт) + 2СO₂ + 2АТФ + 2Н₂O

с образованием 2 молекул АТФ. Большинство других типов сбраживания глюкозы (муравьи-нокислое, маслянокислое, пропионовокислое, ацетоно-бутиловое брожение и др.) — варианты основного пути, т. е. гликолиза. Процесс брожения сопровождается образованием АТФ из АДФ и фосфата.

Поскольку живые организмы впервые появились на Земле в то время, когда ее атмосфера была лишена кислорода, анаэробное брожение следует рассматривать как простейший биологический механизм, обеспечивающий получение энергии из питательных веществ.

Процессы брожения находят большое практическое применение. Благодаря молочнокислым бактериям получают силос, сенаж — ценные корма для животноводства, продукты питания — квашеную капусту, соленые огурцы, кефир, кумыс, простоквашу, ряженку, сыры и др. Спиртовое брожение лежит в основе получения вин, пива. С помощью микроорганизмов получают муравьиную, молочную, пропио-новую кислоты, ацетон, некоторые спирты.