Energiemetabolisme

ATP is het energieopslagmolecuul van de cel, terwijl NADH en de geoxideerde versie, NAD +, deelnemen in de celreacties die de overdracht van elektronen met zich meebrengen, bekend als de redoxreacties. Als er zuurstof aanwezig is, kan de cel aanzienlijke chemische energie extraheren door pyruvaat af te breken door de citroenzuurcyclus, die NADH omzet in NAD +. Zonder oxidatie moet de cel fermentatie gebruiken om NADH te oxideren voordat het zich opbouwt tot ongezonde niveaus.

Homolactische gisting

Pyruvaat is een drie-koolstofmolecuul dat het enzym lactaatdehydrogenase omzet in lactaat via de proces bekend als homolactische gisting. In het proces wordt NADH geoxideerd tot NAD + dat nodig is om de glycolyse te laten verlopen. In afwezigheid van zuurstof, verhindert homolactische fermentatie dat NADH accumuleert, wat glycolyse zou stoppen en de cel van zijn energiebron zou beroven. Fermentatie levert geen ATP-moleculen op, maar het laat wel toe dat de glycolyse doorgaat en een klein straaltje ATP's produceert. Bij homolactische gisting is lactaat het enige product.

Heterolactische gisting

In afwezigheid van zuurstof kunnen bepaalde organismen zoals gist pyruvaat omzetten in koolstofdioxide en ethanol. Brouwers profiteren van dit proces om korrelmest in bier te veranderen. Heterolactische fermentatie verloopt in twee stappen. Eerst zet het enzym pyruvaat dehydrogenase pyruvaat om in aceetaldehyde. In de tweede stap, het enzym alcohol dehydrogenase transfers waterstof uit NADH naar de acetaldehyde, het omzetten in ethanol en koolstofdioxide. Het proces genereert ook regeneratie van NAD +, waardoor de glycolyse kan worden voortgezet.

De brandende maag voelen

Als je ooit je spieren hebt zien verbranden tijdens zware fysieke activiteit, ervaar je het effect van homolactische gisting in je spiercellen. Zware oefeningen maken de zuurstoftoevoer van een cel tijdelijk leeg. Onder deze omstandigheden metaboliseren spieren pyruvaat tot melkzuur, wat het vertrouwde branderige gevoel produceert. Dit is echter een noodoplossing voor lage zuurstofgehaltes. Zonder zuurstof kunnen cellen snel afsterven.

Kool en yoghurt

Anaërobe gisting wordt gebruikt om naast bier verschillende voedingsmiddelen te maken. Kool profiteert bijvoorbeeld van gisting om delicatessen zoals kimchee en zuurkool op te leveren. Bepaalde bacteriestammen, waaronder Lactobacillus bulgaricus en Streptococcus-thermofielen, zetten melk om in yoghurt door homolactische gisting. Het proces stolt de melk, geeft de yoghurt smaak en verhoogt de zuurgraad van de melk, waardoor het voor vele schadelijke bacteriën onverteerbaar is.