La fermentazione lattica è un tipo di fermentazione operata da diversi batteri (procarioti) e dalle cellule animali (eucariotiche) che segue una strategia metabolica di tipo anaerobica. Al pari delle altre fermentazioni, il percorso di produzione di acido lattico o di etanolo è favorito dalla scarsa presenza di ossigeno. In base al tipo di prodotto si distinguono fermentazioni di tipo omolattico ed eterolattico. Nel primo caso, il prodotto è esclusivamente l'acido lattico, nel secondo caso oltre al lattato si forma anche alcol etilico.
Il ruolo delle fermentazioni è importante nell'industria alimentare giacché esso è un processo del tutto controllabile. I cibi fermentati, infatti, sono molto graditi dal mercato che può consumarli in sicurezza.
Ruolo metabolico
La fermentazione lattica serve a ottenere energia dal glucosio in una condizione di carenza di ossigeno. Nelle cellule eucariotiche, il piruvato prodotto dalla glicolisi può attraversare la fermentazione omolattica ed essere ossidato in acido lattico. Durante questa ossidazione si riforma il NAD ossidato (NAD+) utilizzato dalla gliceraldeide-3-fosfato deidrogenasi. Questa via è inefficiente ma permette alla glicolisi di continuare e produrre ATP. L'accumulo di NAD ridotto (NADH) porterebbe al blocco della glicolisi e, di conseguenza, all'impossibilità di ottenere energia - sotto forma di ATP - dal glucosio.
Schematizzazione dei processi biochimici che portano alle fermentazioni.
La fermentazione eterolattica avviene nei lieviti e porta alla formazione di etanolo e anidride carbonica.
Fermentazione omolattica nel muscolo
Il muscolo opera una fermentazione omolattica con produzione finale di acido lattico. Durante l'esercizio fisico i meccanismi di contrazione e di rilascio delle fibre muscolari, tramite l'accoppiamento e il disaccoppiamento del sistema actina/miosina, necessita di una costante fornitura di ATP. Quando l'attività fisica abbassa la capacità polmonare e circolatoria di veicolare ossigeno verso i muscoli, le cellule muscolari iniziano a ottenere ATP tramite la respirazione anaerobia che porta alla fermentazione e alla produzione di acido lattico. La presenza di questa molecola rende l'attività fisica inefficiente e dolorosa. Quando il muscolo è compromesso e la capacità di veicolare ATP non è sufficiente si presenta il crampo.
Ruolo alimentare
Le fermentazioni lattiche e alcoliche sono alla base della produzione di numerosi cibi. In particolare, lo yogurt e i formaggi beneficiano dell'effetto di alcuni batteri capaci di fermentare lo zucchero naturalmente presente nel latte e formare acido lattico. Le bevande alcoliche sono prodotte tramite l'utilizzo di organismi capaci di fermentare la soluzione di base e produrre alcol etilico.
Lo yogurt rappresenta un alimento preparato grazie alle reazioni metaboliche di fermentazione lattica. I batteri presenti nello yogurt sono capaci di produrre acido lattico che, a sua volta, porta al cambio di consistenza della base di latte.
Alterazioni del cibo
In alcuni casi, la presenza di batteri o di lieviti capaci di operare una via di fermentazione può essere fuori dal controllo della filiera di produzione. In questi casi si presenta una vera e propria alterazione del cibo che può determinare un fenomeno di intossicazione alimentare. Il carattere acido del cibo e l'odore caratteristico rappresentano due dei segnali di alterazione del cibo.
Evoluzionismo:
Abiogenesi,
ipotesi sull'origine della vita,
esperimento di Miller.
Biologia dei microrganismi:
Virus (
capside,
capsomero,
pericapside),
retrovirus (
integrasi,
trascrittasi inversa,
proteasi),
retrovirus endogeni.
Biologia della comunità microbica:
Riproduzione batterica.
Crescita batterica,
crescita diauxica,
microbiota.
Microbiologia medica:
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Staphylococcus aureus),
streptococchi (
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Clostridi (
Clostridium tetani -
tetano,
Clostridium botulinum).
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legionellosi.
Corinebatteri (
Corynebacterium diphtheriae -
difterite,
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Micobatteri (
Mycobacterium tuberculosis,
Mycobacterium leprae,
Mycobacterium ulcerans).
Actinomiceti (
Actinomyces israelii). Neisseria (
Neisseria gonorrhoeae -
Gonorrea).
Enterobatteri (
Escherichia coli,
Shigella,
Salmonelle).
Helicobacter (
Helicobacter pylori).
Terreni di coltura
Virologia medica:
Coronavirus,
Ebola,
HAV,
HCV,
HEV,
HIV,
CMV.
Microbiologia degli alimenti:
Deperimento degli alimenti,
pastorizzazione.
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Introduzione ai lipidi: I lipidi
Introduzione agli aminoacidi: Aminoacidi, carica ionica degli aminoacidi, punto isoelettrico, legame peptidico.
Metabolismo degli aminoacidi: Transaminazione, ciclo dell'urea.
Metabolismo dei carboidrati: Glicolisi, , regolazione della glicolisi, regolazione del metabolismo del glucosio, gluconeogenesi, via dei pentoso fosfati, glicogenolisi. Regolazione del glucosio ematico.
Ciclo di Krebs: Decarbossilazione ossidativa del piruvato.
Introduzione alle proteine: Proteine e struttura (struttura primaria, struttura secondaria, struttura terziaria alfa-elica, foglietto beta), enzimi, emoglobina.
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