Брожение - ферментативное расщепление углеродсодержащих органических соединений в анаэробных условиях, происходящее с выделением энергии. В противоположность анаэробному дыханию акцептором водорода при брожении являются органические соединения, образующиеся в реакциях окисления. В отличие от неполного окисления, которое имеет сходство с брожением по образующимся продуктам, кислород в реакциях брожения не участвует.
Л. Пастер (1861) писал: «Жизнь возможна и без кислорода, за счет брожения. Брожение есть способ существования бактерий без воздуха». Анаэробные микроорганизмы получают энергию путем брожения значительно меньшую (примерно в 30 раз), чем при аэробном дыхании.
Все основные типы брожений начинаются с гликолитического расщепления углеводов и идут одинаково до образования пировиноградной кислоты. Образующийся в процессе гликолиза НАД' Н в анаэробных условиях не может быть окислен кислородом. Но так как он необходим для метаболизма клетки, то для регенерации НАД бактерии используют пируват или образованные из него соединения.
Л. Пастер (1861) писал: «Жизнь возможна и без кислорода, за счет брожения. Брожение есть способ существования бактерий без воздуха». Анажробнын микроорганизмы получают энергию путем брожения значительно меньший (примерно в 30 раз), чем при аэробном дыхании.
Все основные типы брожений начинаются с гликолитического расщепления углеводов и идут одинаково до образования пировиноградной кислоты. Образующийся в процессе гликолиза НАД ‘ Н в анаэробных условиях не может быть окислен кислородом. Но так как он необходим для метаболизма клетки, то для регенерации НАД бактерии используют пируват или образованные из него соединения. В результате в среду выделяются различные восстановительные продукты - спирты или кислоты.
Характер превращения пировиноградной кислоты зависит от специфики микроорганизма (рис.7.4). Дрожжи, осуществляющие спиртовое брожение при помогай пируватдекарбоксилазы, расщепляют пировиноградную кислоту на уксусный альдегид и С02. Уксусный альдегид служит конечным акцептором водорода и восстанавливается в этиловый спирт:
СНзСОСООН gt; СН3СНО + со2
СН3СНО + НАД • Н + + Н + gt; С2Н5ОН + НАД
Маслянокислые бактерии используют уксусный альдегид, превращая его путем конденсации в масляную кислоту.
Гомоферментативные молочнокислые бактерии используют в качестве акцептора водорода пировиноградную кислоту, восстанавливая ее до молочной кислоты:
Другая группа микроорганизмов - гетероферментативные молочнокислые бактерии - может использовать в качестве акцептора водорода и пировиноградную кислоту, и уксусный альдегид. Поэтому при брожении углеводов образуются различные конечные продукты: молочная кислота, этиловый спирт, уксусная кислота, водород, углекислота. Эта особенность молочнокислых бактерий служит основой для разделения их на гомоферментативные и гетероферментативные.