Fermantasyon, hücre içinde oksijen yokluğunda meydana gelen metabolik bir faaliyet olarak ‘NAD+'yi yeniden oluşturmak için glikozun glikoliz yoluyla kısmi oksidasyonunu takip eden metabolik adımlar’ şeklinde tanımlanmaktadır. Fermantasyon anaerobik şartlarda, yani oksidatif fosforilasyon olamadığı durumlarda, glikoliz yoluyla ATP üretimini sağlayan önemli bir biyokimyasal süreçtir. Biyokimyanın fermantasyonla ilgilenen dalı zimolojidir.
Lipit, tüm canlıların yapısında bulunan temel organik bileşiklerden biridir. Lipitler, doymuş ve doymamış yağlar olarak ayrılır. Doymamış yağlar, oda sıcaklığında sıvı hâlde bulunan lipitler; doymuş yağlar ise oda sıcaklığında katı hâlde bulunan lipitlerdir. Biyolojik önemi olan lipitler için yağ asitleri, nötr lipitler (trigliserit), fosfolipitler ve steroitler örnek gösterilebilir. Lipitler, insan ve hayvanların temel besinleri arasında yer alır.
Glikoliz, glikozun enzimlerle pirüvik asite (pirüvat) kadar yıkılması olayıdır. Bütün canlılarda glikoliz reaksiyonları aynı şekilde gerçekleşir çünkü olaylar için tüm canlılarda aynı enzimler görevlidir. Başlangıçta glikozu aktifleştirmek için 2 ATP harcanır. Reaksiyonlar sırasında 4 ATP(Adenozin tri fosfat) oluşturulur. 2 NADH meydana gelir. Oluşan NADH'lar oksijenli solunumda elektron taşıma sistemine aktarılır ve her birinden üçer ATP elde edilir. Oksijensiz solunumda ise NADH'lar son ürün evresinde tekrar yükseltgenerek bir sonraki glikoliz olayında kullanılır. Kısacası glikolizde substrat düzeyinde fosforilasyonla 4 ATP üretilir. Ve 2ATP harcandığı için net kazanç 2 ATP 'dir. Ancak oluşan 2NADH iyonundan dolaylı olarak 6 ATP(Adenozin tri fosfat)ETS'den kazanılır.
Alkol, karbon atomuna doğrudan bir -OH (hidroksil) grubunun bağlı olduğu organik bileşiklere verilen genel ad. Genel formülü CnH2n+1OH olan mono alkoller, alkollerin önemli bir sınıfıdır. Bunlardan etanol (C2H5OH), alkollü içeceklerde bulunan türüdür. Genellikle alkol kelimesi ile etanol kastedilir ki yeni fermente olmuş birada etanol oranı %3-5 arasında iken şarapta %12-15 arasındadır.
'Adenozin trifosfat, hücre içinde bulunan çok işlevli bir nükleotittir. İngilizce Adenosine Triphosphateden ATP olarak kısaltılır. En önemli işlevi hücre içi biyokimyasal reaksiyonlar için gereken kimyasal enerjiyi taşımaktır. Fotosentez ve hücre solunumu sırasında oluşur. ATP bunun yanı sıra RNA sentezinde gereken dört monomerden biridir. Ayrıca ATP, hücre içi sinyal iletiminde protein kinaz reaksiyonu için gereken fosfatın kaynağıdır. 3 tane fosfattan oluşur.
Yadımlama veya katabolizma, enerjice zengin ve büyük moleküllü moleküllerin daha küçük moleküllere parçalanması olayı ve bu işlemler sürecidir. Yani metabolizmanın yıkım aşamaları olarak da genellenebilir. Katabolizma kapsamında besin maddeleri niteliğinde olan uzun moleküllerin hücre içinde enzimlerin katalizörlüğünde parçalanarak, molekül bağlarında depolanmış enerji açığa çıkarılıp kullanılır.
Maltoz (malt şekeri veya di-glikoz olarak da bilinir), C12H22O11 moleküler formüllü bir disakkarittir. Sistematik ismi α-D-Glukopiranozil-(1→4)-α-D-Glukopiranoz'dur. Maltoz suda iyi çözülür ve tatlı bir tadı vardır. Eğer Maltozu Sakkarozla karşılaştıracak olursak %10 D-Maltozun tatlılık derecesi %41'lik Sakkarozunkine denk gelmektedir. Suda çözülmüş Maltozun kristalleştirilmesiyle monohidratlar oluşmaktadır. Aynı zamanda maltoz çimlenmiş arpada ve patatesin tohumlarında da görülmektedir.
Oksidatif fosforilasyon, canlılarda enerji kaynağı olarak kullanılan ATP sentezinde kullanılan yollardan biridir. Fosforilasyon olarak da adlandırılan ATP sentezi başlıca dört yoldan gerçekleştirilir.
- Oksidatif fosforilasyon
- Substrat düzeyinde fosforilasyon
- Fotofosforilasyon (fotosentezde)
- Kemofosforilasyon (kemosentezde)
Oksijenli solunum, organik besinlerden oksijen yoluyla ATP elde etme işidir. Hücrelerdeki bazı kimyasal tepkimelerde kullanılan enerjinin oksijen kullanılarak açığa çıkarılması demektir. Biyoloji ders kitapları sık sık hücresel solunum sırasında glikoz molekülü başına 38 ATP molekülü üretildiğini söylese de sızıntılı zarların yanı sıra mitokondriyal matrikse pirüvat ve ADP hareketinin maliyetinden dolayı %100 verim olamayacağından bu sayıya asla ulaşılmaz, mevcut tahminler glikoz başına 29 ilâ 30 ATP dolayındadır.
Redoks atomların oksidasyon durumlarının değiştiği bir tür kimyasal reaksiyondur. Redoks reaksiyonları, kimyasal türler arasında elektronların fiili veya biçimsel aktarımı ile karakterize edilir, çoğunlukla bir tür oksidasyona, diğer türler indirgemeye uğrar. Elektronun çıkarıldığı kimyasal türlerin indirgenmiş olduğu söyleniyor. Başka bir deyişle:
- Oksidasyon, elektronların bir atom ya da molekülden ayrılmasını sağlayan kimyasal tepkimedir.
- Redüksiyon, bir atomun elektron almasını sağlayan kimyasal tepkimedir.
Laktik asit fermantasyonu, oksijen yetersizliğinde bazı bakteri ve hayvan hücrelerinde görülen bir fermantasyon biçimidir.
Nikotinamid adenin dinükleotid (NAD+) hücrelerde bulunan önemli bir koenzimdir. Elektron taşıyarak indirgenme potansiyelinin moleküller arasında aktarılmasında rol oynar.
Eterler, iki organik kısmın bir oksijen atomu üzerinden birbirine bağ yapmış organik moleküllerdir. Eterlerin genel formülü R-O-R' şeklindedir. Buradaki R ve R' aynı olabileceği gibi farklı organik kısımlar da olabilirler.
Polisakkaritler, birden fazla ve ayrı monosakkaritin glikozit bağıyla birleşmesiyle oluşan kimyasal maddelerdir. Glikoz birimlerinin farklı şekilde bağlanması polisakkaritler arasında farklı özelliklerin doğmasına neden olur. Bu da kohezyonu destekler. Çok sayıda monosakkaritin “n-1” adet su molekülü kaybetmesiyle meydana gelen büyük moleküllü bileşiklerdir. “Kompleks şekerler” de denir.
Fotorespirasyon ya da fotosolunum (Oksidatif fotosentetik karbon döngüsü veya C2 fotosentez olarak da bilinir) RuBP' nin RuBisCO enzimi tarafından oksitlendiği (oksijen ekleme-oksijenasyon) bir bitki metabolizması süreci. Bu süreçte fotosentez tarafından üretilen enerjinin bir kısmını israf edilir. Aslında arzu edilen reaksiyon, Calvin-Benson döngüsünün kilit bir basamağı olan RuBP'ye (karboksilasyon) karbon dioksit ilavesidir, ancak RuBisCO tarafından reaksiyonların yaklaşık %25'i bunun yerine RuBP'ye oksijen ekler (oksijenasyon) ve bu reaksiyonun sonucunda Calvin-Benson döngüsünde kullanılamayacak bir ürün (2-fosfoglikolat) oluşturur. Bu işlem, C3 bitkilerde fotosentez verimliliği azaltır. Fotorespirasyon, kloroplastlar, yaprak peroksizomları ve mitokondriler arasında metabolit alışverişinde bulunan karmaşık bir enzim reaksiyonları ağı içerir.
Elektron taşıma sistemi veya elektron taşıma zinciri (İngilizce: Electron Transport System), NADH ve FADH2 gibi elektron taşıyıcılarının verdikleri elektronları ETS elemanlarında redoks tepkimelerine sokarak ATP üretimini sağlayan sistemin adıdır.Kristada bulunur.Kıvrımlı olan zar yüzeyinin genişlemesini saglar.Böylece enzimlerin etkinliklerinin artmasına olanak sağlar.Elektronlar, son elektron alıcısı oksijene varana kadar ETS elemanları boyunca taşınırlar ve enerji kaybederler. Elektronların verdiği enerji ETS elemanları tarafından protonların aktif taşınmasında kullanılır ve ETS elemanlarının üzerinde bulunduğu çift katlı fosfolipid zarının iki tarafında potansiyel fark oluşturulur. Bu potansiyel fark daha sonra ATP sentezi için kullanılır. Burada ATP sentezi H+ iyonlarının derişim farklılığına bağlı olarak dışarı pompalanır. Bu sırada ATP sentez enzimi aktifleşir ve ATP sentezlenir. ETS elemanları, ökaryotik hücrelerde mitokondri ve kloroplast organellerinde bulunur.
Mayalar ökaryot, tek hücreli, fungi (mantarlar) alemi içerisinde sınıflandırılan mikroorganizmalardır. Kökenleri 300 milyon yıl öncesine kadar uzanmaktadır ve bilinen en az 1500 türü bulunmaktadır. Tanımlanmış tüm mantar türlerinin tahminen %1'i mayalardır. Mayalar çok hücreli atalardan evrimleşmiş, tek hücreli organizmalardır, fakat bazı türleri, pseudohif olarak bilinen, birbirine zincirleme eklenen tomurcuklanmış hücre dizileri oluşturarak, çok hücreli organizma benzeri özellikler gösterme yeteneğine sahiptirler. Maya hücreleri, türe ve çevresel ortama göre, genellikle 3–4 µm (mikrometre) olsalar da, 40 µm'ye kadar varan farklı boyutlarda olabilirler.
Pastör (Pasteur) etkisi, oksijenin fermantasyon olayı üzerine olan inhibitör etkisidir.
Şarap yapımında fermantasyon süreci üzüm suyunu alkollü içeceğe dönüştürür. Fermentasyon sırasında, maya meyve suyunda bulunan şekeri etanol ve karbon dioksit'e dönüştürür. Şarapçılık'ta fermantasyonun başlangıcında şıradadaki oksijen seviyesinin yanı sıra fermantasyon sıcaklığı ve hızı da önemli hususlardır. Sıkışmış fermantasyon ve birkaç şarap hata gelişme riski de bu aşamada oluşabilir ki bu "birincil fermantasyon" için 5 ila 14 gün arasında ve potansiyel olarak ikincil fermantasyon için 5 ila 10 gün daha sürebilir. Fermantasyon, Riesling gibi birçok beyaz şarapta yaygın olan paslanmaz çelik tanklarda, açık ahşap fıçıda, şarap fıçısında ve birçok köpüklü şarap'ın üretiminde olduğu gibi şarap şişesinin içinde de yapılabilir.
Şaraptaki şekerler şarap yapımını mümkün kılan doğa olayının merkezindedir. Fermantasyon işleminde, şarap üzümlerinden gelen şekerler parçalanır ve maya tarafından alkole (etanol) ve karbon dioksite dönüştürülür. Üzümler, yapraklardan fotosentez ile üretilen sakaroz moleküllerinin yer değiştirmesi yoluyla asmada büyürken şeker biriktirir. Olgunlaşmada sakaroz molekülleri invertaz enzimi tarafından hidrolize (ayrılır) edilip glukoz ve fruktoz'a dönüşür. Hasat zamanına kadar, üzümün %15 ila %25'i basit şekerlerden oluşur. Hem glikoz hem de fruktoz, altı-karbonlu şekerdir ancak üzümde üç, dört, beş ve yedi karbonlu şekerler de bulunur. Beş karbonlu arabinoz, ramnoz ve ksiloz gibi şekerler fermantasyondan sonra hala şarapta mevcut olduğundan, tüm şekerler mayalanabilir değildir. Çok yüksek şeker içeriği, belirli bir (yüksek) alkol içeriğine ulaşıldığında mayayı öldürür. Bu nedenle hiçbir şarap tamamen "sek" tamamen mayalanmaz. Şarabın alkol içeriğini belirlemede şekerin rolü, şarap yapımında yalnızca alkol içeriğini artırmak için şaptalizasyon olarak bilinen süreçte bazen şarap üreticilerini şeker eklemeye teşvik eder.
