Fermentación es un proceso que realizan algunos organismos para obtener energía. Esto ocurre en ausencia de oxígeno y tampoco tiene una cadena receptora de electrones, como ocurre en la respiración anaeróbica.
El proceso de fermentación se utiliza en producción de alimentos y medicinas. A continuación, detallaremos cómo ocurre, presentaremos su diferencia en relación a los procesos que se realizan en presencia de oxígeno, así como su importancia económica.
Tabla de contenidos
¿Qué es la fermentación?
La fermentación es un proceso por el cual la la materia orgánica está parcialmente degradada y la energía química almacenada en él se libera y se utiliza en la producción de moléculas de ATP (trifosfato de adenosina), donde se almacenará para ser utilizada posteriormente en diversas reacciones del organismo.
Este proceso es realizado por algunas especies de hongos, bacterias, protistasasí como por algunos tejido animal y vegetal. La fermentación se realiza en ausencia de oxígeno, es decir, es un proceso anaeróbico y su balance energético es menor que el obtenido mediante procesos aeróbicos (que ocurren en presencia de oxígeno), como veremos más adelante.
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¿Cómo se produce la fermentación?
El proceso de fermentación comienza con la degradación de la molécula de glucosa, que consta de seis carbonos, en dos moléculas que contienen tres carbonos cada una, llamadas piruvatos. Este proceso se conoce como glucólisis, tiene lugar en el citosol de las células y consta de 10 reacciones que tienen lugar en dos pasos.
En el primer paso, el fosforilación de glucosa, que, al recibir fosfato de dos moléculas de ATP, se vuelve químicamente activo. En esta fase, se gasta energía. En la segunda etapa, el oxidación de glucosa, siendo el agente oxidante NAD+ (nicotinamida y dinucleótido de adenina), que se reducirá a NADH. La energía liberada en este proceso se utiliza para producir cuatro moléculas de ATP. Como se gastaron dos ATP en el primer paso, la glucólisis presenta un balance energético final de dos ATP.
El piruvato permanece en el citosol, recibe electrones del NADH y se convierte en lactato Donde etanol y dióxido de carbono, dependiendo del organismo que esté realizando este proceso. En ella, la NAD+ luego se recicla y se puede usar nuevamente en glucólisis.
Tipos de fermentación
A través de su producto final, la fermentación se puede clasificar de varias formas. Las principales formas de fermentación que realizan los organismos, que también son las más utilizadas por las industrias, son:
En él, el piruvato se reduce a etanol (alcohol etílico) en un proceso de dos pasos. En el primero, el piruvato se convierte en acetaldehído (que consta de dos átomos de carbono) y la liberación de dióxido de carbono. Luego, el acetaldehído se reduce a etanol pelo NADH.
La fermentación alcohólica la realizan algunos bacterias hongos mi células vegetales. La ecuación equilibrada de la fermentación láctica se presenta a continuación:
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Glucosa + 2ADP + 2Pi → 2 Etanol + 2CO2 + 2ATP + 2H2O |
Lo realizan algunas especies de bacterias, hongos, protistas y células animales, por ejemplo, en células musculares humanas, cuando el oxígeno es escaso. En la fermentación láctica, el piruvato se reduce a lactato, un compuesto similar al piruvato. La ecuación equilibrada de la fermentación láctica se presenta a continuación:
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Glucosa + 2ADP + 2Pi → 2 Lactato + 2ATP + 2H2O |
Sepa mas: Pirámide de energía: representa la cantidad de energía en niveles tróficos.
Importancia económica de la fermentación
La fermentación es un proceso utilizado durante miles de años por los seres humanos. Incluso antes de comprender cómo ocurrió, ya se usaba para fabricación de bebidas, como el vino y la cerveza, y comida, como el pan.
Actualmente, la fermentación se sigue utilizando en la producción de alimentos, podemos destacar, por ejemplo, el uso de fermentación láctica, en la producción de yogures y quesos, y la fermentación alcohólica, en la elaboración de vinos, cervezas y panes. La fabricación de vinagre se lleva a cabo mediante la conversión de etanol en ácido acético y se conoce como fermentación acética.
Además, la fermentación también se utiliza en fabricación de drogas, como antibióticos, entre otros productos como etanol (combustible), acetona y butanol (solventes).
Diferencia entre fermentación y respiración celular.
La fermentación y la respiración celular son procesos que realizan los seres vivos para obteniendo energia. Aunque ambos tienen el mismo propósito, ocurren de diferentes maneras. La fermentación es un proceso anaeróbico, mientras que la respiración celular es un proceso aeróbico.
La fermentación no tiene cadena de transporte de electrones, como ocurre en la respiración celular. El último aceptor de electrones en la fermentación es una molécula orgánica y en la respiración celular es el oxígeno. El proceso de fermentación se lleva a cabo en un solo paso, a diferencia de la respiración celular, que tiene lugar en tres.
O saldo energético final de fermentación, que es un proceso de degradación parcial de la glucosa, son dos moléculas de ATP. En cuanto a la respiración celular, en la que se produce la degradación total de la glucosa, el balance energético final es de 32 moléculas de ATP. Vea, a continuación, un cuadro comparativo entre estos dos procesos.
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Tabla comparativa entre procesos de fermentación y respiración celular |
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Fermentación |
Respiración celular |
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tipo de respiración |
anaeróbico |
aerobio |
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Etapas |
Glucólisis |
Glucólisis, ciclo del ácido cítrico (o ciclo de Krebs) y fosforilación oxidativa |
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Balance energético (ATP) |
2 |
32 |