käyminen

Käyminen eli fermentaatio on aineenvaihduntatapahtuma, jossa pilkotaan orgaanisia aineita, usein hiilihydraatteja tai aminohappoja energian saamiseksi. Käyminen tapahtuu tavallisesti ilman happea, mutta on olemassa myös niin sanottuja hapetuskäymisiä, jotka vaativat happea. Käyminen tapahtuu solun sisällä. Kemiallisesti kyse on hapetus-pelkistysreaktiosta, jossa ei tapahdu nettopelkistymistä tai hapettumista. Käymisen lopputuotteena syntyy yhdisteitä (käymistuotteet), jotka solu erittää ympäristöönsä.

Alkoholikäyminen

Alkoholikäymisessä sokeri (yleensä glukoosi) hajotetaan hiivan (Saccharomyces cerevisiae) tai bakteerien sisältämien entsyymien katalysoimissa aineenvaihduntareaktioissa pyruvaatiksi. Reaktiota nimitetään glykolyysiksi, ja sen yhteydessä saadaan ATP:tä solun energianlähteeksi. Glykolyysissä syntynyt pyruvaatti puolestaan hajotetaan edelleen asetaldehydiksi ja hiilidioksidiksi. Asetaldehydi pelkistetään tämän jälkeen etanoliksi eli arkikielellä alkoholiksi. ^[1]

Käymisreaktio on anaerobinen eli ei vaadi tapahtuakseen happea, mutta sen ei välttämättä täydy tapahtua hapettomassa ympäristössä. Alkoholikäymistä käytetään hyväksi leivonnassa kohottamaan taikinaa hiilidioksidilla ja alkoholijuomien valmistuksessa tuottamaan alkoholia.

Käymisprosessissa hiivasolut käyttävät ravintonaan sokeria, lisääntyvät ja erittävät aineenvaihduntatuotteinaan syntyvän hiilidioksidin ja etanolin ympäristöönsä. Kun käymisliuoksen alkoholipitoisuus nousee liian korkeaksi (hiivakannasta riippuen 12-17 %), hiivasolut kuolevat ja käymisprosessi pysähtyy. Tätä väkevämpiä alkoholeja valmistetaan teollisesti tislaamalla.

Alkoholikäymisen kokonaisreaktioyhtälö on seuraava: C₆H₁₂O₆ + 2 ADP → 2 C₂H₅OH + 2 CO₂ + 2 ATP.

Etanolin lisäksi syntyy pieniä määriä muita alkoholeja, kuten myrkyllistä metanolia. Teollisessa valmistuksessa metanoli poistetaan mahdollisen tislauksen yhteydessä, ja kotialkoholeissakin määrä jää niin vähäiseksi, ettei siitä ole yleensä haittaa, sillä se poistuu elimistöstä muodostamatta myrkyllistä formaldehydiä, kun maksan hajottavat entsyymit pilkkovat etanolia.

Maitohappokäyminen

Maitohappokäymisessä eli anaerobisessa glykolyysissä energiaa saadaan hajottamalla sokeria pyruvaatiksi, joka pelkistetään edelleen maitohapoksi. Tässä reaktiossa ei synny hiilidioksidia. Energiaa vapautuu paljon vähemmän (2 ATP-molekyyliä yhtä glukoosimolekyyliä kohden) kuin soluhengityksessä (30-32 ATP-molekyyliä glukoosimolekyyliä kohden). Suurin osa glukoosin sisältämästä kemiallisesta energiasta jää käymisessä maitohapolle. Maitohappokäyminen on anaerobista eli se voi tapahtua hapettomissa oloissa. Sitä hyödynnetään elintarviketeollisuudessa, jossa maitohappobakteereiden avulla valmistetaan juustoa ja jogurttia. Nisäkkäillä lihassolut voivat tuottaa energiaa maitohappokäymisellä, mikäli verenkierto ei kykene syöttämään niille tarpeeksi happea. Maitohapon kertyminen soluihin aiheuttaa lihaskipua. Rasituksen loputtua maitohappo kulkeutuu lihaksista veren mukana maksaan, jossa se muunnetaan takaisin pyruvaatiksi. ^[2]

Lähteet