Брожение

биохимический процесс

БРОЖЕНИЕ, анаэробный ферментативный окислительно-восстановительный процесс превращения органических веществ, посредством которого организмы получают энергию, необходимую для жизнедеятельности. По сравнению с процессами, идущими в присутствии О2, брожение — эволюционно более ранняя и энергетически менее выгодная форма извлечения энергии из питательных веществ. К брожению способны животные, растения и многие микроорганизмы (некоторые бактерии, микроскопические грибы, простейшие растут только за счёт энергии, получаемой при брожении). Брожению могут подвергаться спирты, органические кислоты, аминокислоты, пурины, пиримидины, но чаще всего углеводы. В зависимости от сбраживаемого субстрата и путей его метаболизма (которые могут быть различны у разных организмов) в результате брожения образуются спирты (этанол и др.), органические кислоты (молочная, масляная и др.), ацетон и некоторые другие органические соединения, CO2, а при ряде брожений — молекулярный водород. Соответственно основным образуемым продуктам различают спиртовое, молочнокислое, маслянокислое и другие виды брожения. Отсюда получили названия и некоторые группы микроорганизмов (молочнокислые, пропионовокислые, маслянокислые бактерии), вызывающие брожение. В отличие от аэробного и анаэробного дыхания, при котором синтез АТФ сопряжён с функционированием электронтранспортной цепи, при брожении имеет место только субстратное фосфорилирование.

Предположение о том, что превращение сахаров в этанол и CO2 при спиртовом брожении происходит с участием дрожжей, было высказано ещё в 1837 году французским исследователем Каньяром де ла Туром. Окончательно биологическую природу брожения доказал Л. Пастер в 1857 году, который полагал, что процесс брожения присущ только целым живым клеткам микроорганизмов. Однако в 1897 году Э. Бухнер установил, что сбраживание сахара происходит и под действием бесклеточных препаратов (сока), полученных путём разрушения дрожжевых клеток. Это открытие положило начало многочисленным работам по выделению и очистке ферментов. Позднее Г. Эмбден, О. Мейергоф и Я.О. Парнас показали, что экстракты мышц катализируют все реакции анаэробного процесса (получившего название гликолиз), ведущего к образованию из глюкозы молочной кислоты. У многих организмов брожение составляет первый этап превращения органических веществ, и образуемые продукты (чаще всего пируват) полностью окисляются при дыхании.

Брожение играет большую роль в круговороте веществ в природе (анаэробная деградация органических веществ, особенно целлюлозы). Некоторые типы брожения, вызываемых микроорганизмами, имеют важное практическое значение: спиртовое — в виноделии, пивоварении и в получении топлива; молочнокислое — для получения кисломолочных продуктов и молочной кислоты, а также при силосовании кормов; пропионовокислое — в сыроделии, ацетоно-бутиловое — для получения растворителей и т. д.

Брожение пива
Брожение пива

См. также:

Фосфорилирование

ФОСФОРИЛИРОВАНИЕ, включение в молекулу остатка фосфорной кислоты. В живых клетках осуществляется ферментами класса трансфераз (киназами, фосфомутазами, фосфорилазами), играет важную роль в обменных процессах, так как многие соединения вступают в реакции обмена веществ только в фосфорилированной (активированной) форме. Катализируемое протеинкиназами ...

Фотосинтез

ФОТОСИНТЕЗ (от фото... и греч. synthesis — соединение), образование клетками высших растений, водорослей и некоторыми бактериями органического веществ при участии энергии света. Происходит с помощью пигментов (хлорофиллов и некоторых других), присутствующих в хлоропластах и хроматофорах клеток. В основе фотосинтеза лежит окислительно-восстановительный процесс ...

Биохимия

БИОХИМИЯ, биологическая химия, наука о химическом составе живой материи и о химических процессах, происходящих в живых организмах и лежащих в основе их жизнедеятельности. Биохимия слагается из статической биохимии, занимающейся преимущественно анализом химического состава организмов, динамической биохимии, изучающей всю совокупность превращений веществ ...